1、引言

钛合金同其他金属资料相比，拥有强度高、中温机能好，抗侵蚀机能好蹬着点，在航空、航天、化工和船舶等工业部门得到越来越宽泛的利用。TAl5钛合金名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo一1V，其重要强化机造是α不变元素A1的固溶强化，参与中性元素Zr和β不变元素Mo和V能够改善工艺性。该合金的Al当量为6.58%，Mo当量为2.46％，属于高Al当量的近α型钛合金，所以它既拥有α型钛合金优良的热强性和可焊性，又拥有靠近于α+β型钛合金的工艺塑性。本文在α+β两相区成形了TA15钛合金环形锻件，并对其组织、机能进行了分析。

2、试验资料及步骤

2.1试验用资料

试验用资料为经3次真空自耗熔炼的TAl5钛棒，规格为Φ140mm，状态为退火态，原资料化学成分见表1。

原资料低倍组织致密，无清澈晶粒，其低倍组织如图1a所示。原资料显微组织为均匀的等轴两相组织，所有原始β界已充分破碎，显微组织如图1b所示。棒材室温力学机能见表2。

棒材高温力学机能见表3。

2.2试验步骤

用金相法测定试验用棒材的相变点，β转变温度为970℃～980℃。试验时变形温度选定为945℃，低于相变点，即在α+β两相区进行变形。

环形件铸造工艺过程为：坯料加热保温120min，镦饼、冲孔、扩孔、整形，锻成表径为Φ425mm，内径为Φ350mm的环形件，终锻温度大于850℃，锻后空冷。锻件冷却后需对锻件进行退火处置，退火工艺为：820℃×2h，空冷。随后对锻件的组织和机能进行了分析。

3、试验了局及分析

3.1锻件组织

钛锻件低倍组织均匀、致密，无显著的清澈晶粒，也无其他肉眼可见的冶金缺点，切合钛合金锻件低倍组织评级图片1级。锻件低倍组织如图2a所示。

锻件显微组织为均匀的等轴两相组织，无陆续的原始β晶界，显微组织切合显微组织评级图片3级。锻件高倍组织如图2b所示。

从锻件的显微组织能够看出，由于环形锻件的变形温度选择在α+β两相区，低于β转变温度，因而组织中存在初生的α相(图2b中玄色部门)。在变形后的空冷过程中，又有α相在卢相(图2b中白色部门)基体上呈片状析出，形成α+β相的混合组织。这种混合组织通常称为卢转变组织或转变了的β相。所以TAl5合金在两相区加热变形所得组织是在等轴α相的基体上散布有肯定数量的卢转变组织的等轴组织，这种组织拥有综合机能较好，出格是塑性和冲击韧性较高的特点。

3.2锻件力学机能

锻件退火状态的室温力学机能测试数据见表4。

锻件退火态高温力学机能测试数据见表5。

从锻件力学机能了局能够看到，TAl5钛合金锻件拥有优良的室和善高温强度。退火状态下，室温强度可在950MPa以上，500℃高温强度在650MPa以上。TAl5合金在两相区铸造成形，可能获得均匀的等轴两相组织，在该状态下，TAl5合金拥有优良的塑性、冲击韧性和断裂韧性。与原始钛棒材相比，两相区成形的环形锻件室温、高温强度和塑性都有所提高，出格是面缩率皿有较大幅度的提高。因而，TAl5钛合金在两相区成形可能获得优良的综合机能。同时，思考到降低变形时的抗力，因而对TAl5钛合金较相宜的铸造温度可选择在β相变点以下20℃----40℃。

4、结论

(1)TAl5钛合金在两相区成形可得到均匀的等轴口+卢转变组织。

(2)TAl5钛合金在两相区成形的锻件拥有优良的综合力学机能。

(3)p相变点以下20℃～40℃是TAl5钛合金较梦想的铸造温度。

参考文件：

[1] 中国机械工程学会锻压学会．锻压手册(第1卷，铸造)[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[2] 王金友，葛志明，周彦国．航空用钛合金[M]．上海：上？蒲Ъ际醭霭嫔，1985．

[3]《锻压技术手册》编委会．锻压技术手册[M]．北京：国防工业出版社，1989．

[4] 《中国航空资料手册》编纂委员会．中国航空资料手册(第4卷：钛合金铜合金)[M]．北京：中国尺度出版社，2002．

[5](美)布鲁克斯(Brooks，C R)有丁夫，等译．有色合金的热处置、组织和机能[MJ．北京：冶金工业出版社，1988．

[6] 西北工业大学有色金属铸造编写组．有色金属铸造[M]．北京：国防工业出版社，1979．