钛脊合金拥有比强度高、耐高温、耐低温、耐侵蚀性、密度幼等多多优异个性，在汽车工业、军工领域、航天航空等领域均匀宽泛的使用，拥有极度优良的发展远景[1，2]
。Ti- 6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金（也称TA15合金）是一种典型的近α型钛合金，拥有适中的强度，由于该合金不只增长α型不变元素Al和β型不变元素Mo和V，同时增长了一 定量的中央元素Zr，使该合金具备优异的焊接机能、热不变机能和优良的塑性等特点，在航天发起机叶片、飞机轮毂、飞机承沉件等领域有宽泛使用[3，4]
。 由于Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金的利用领域宽泛，故对机能的要求愈加严格，钻研领域也极度多元化，范朝等[5]钻研了TA15合金粉体造备及其SLM成形机能，了局批注： 雾化压力的大幼，对分歧地位的粉体的松装密度和流动性有显著影响；而扭转随熔炼功率除了影响松装密度和流动性表，对粉体卫星球和球形水平的优异性也有影响；在造成的 样品横截面处有格子描摹出现，大量交错散布马氏体存在格子内部；而纵截面地位则出现肯定数量的β柱状晶
。马庆等[6]钻研了TA15钛合金双路次热压缩变形软化行为及等 轴α相组织演变法规，了局批注：流动应力的大幼受到应变速度和变形温度的影响；合金在保温时，有静态软化景象产生，变形温度越高其软化率越高，同时发现合金组织中的 等轴α相在此过程中细化显著，其细化水平受到静态软化影响
。

本文以Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金棒材为钻研对象，钻研棒材在经退火处置后，分歧地位微观组织和拉伸机能，索求现实出产中遇到的问题，为该合金的利用作出肯定参考
。

1、试验资料与步骤

本试验资料为新疆湘润新资料科技有限公司出产的直径为150mm的钛合金棒材，该棒材经三次真空熔炼以及多火次铸造而成（图1a所示），其制品化学成分为（质量分数，%）：6.7Al、1.7Mo、2.2V、0.2O、Ti余量
。Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V棒材锻态低倍组织如图1b所示，由图1b可得，棒材低倍组织为均匀的半吞吐以及吞吐晶，晶粒散布十吩旖均，并无冶金缺点以及肉眼可见的裂纹、折叠、分层组织、气孔、偏析、细晶亮带，以及金属或非金属同化，切合《GJB2744A-2007航空用钛脊合金锻件规范》的2类组织
。

凭据《GB/T23605?2009钛合金转变温度β测定步骤》测得合金的相变点为1010℃~1015℃，其相变金相组织如图2所示
。

从制品棒材中切取长度为80mm样棒，按《GJB3763A-2004钛脊合金热处置》中所划定造度对棒材进行热处置，其热处置造度为850℃×2h/AC，随后进行微观组织以及力学机能的测试，拉伸状貌的取样方向别离T向（棒材横向）和L向（棒材纵向），微观组织使用型号为ICX41M的光学显微镜观察，使用INSTRON全能试验机测试棒材的室温以及高温拉伸机能，其中每组试验测试三个状貌，最后取均匀值
。

2、了局与会商

2.1原始微观组织

棒材铸造实现后，在锻棒的边部、D/4处、心部门别进行显微组织观察，棒材具体描摹如图3所示，棒材横向和纵向的微观组织为典型的α+β两相区铸造加工而成的组织，组织中原始β晶界齐全破碎，组织由初生α相和β转变组织组成β转变组织蕴含轴藐幼的次生α相和β残，其中棒材边部以及D/4处的微观组织中拥有较高的等轴化水平，而心部组织中出现少量被拉长的初生α相组织，总体而言，组织横纵向差距较幼
。

2.2退火态微观组织

经退火后的锻棒边部横、纵向的显微组织（图4a1、4b1）均为双态组织，与原始金相组织相比，横向组织中除等轴α相表，还存在少量拉长α相组织，经检测可得其初生α相含量为47.8%，α晶粒均匀直径为20.3μm，晶粒度级别为8.3级，拉长的条状初生α长度不超过0.25mm，该组织切合GJB2744A-2007中的2类组织
。组织中纵向的初 生α相含量为42.8%，均匀α晶粒直径为37.8μm，晶粒度级别6.8级，条状初生α长度不超过0.25mm，显微组织切合GJB2744A-2007中的4类组织
。对比边部地位横、纵向显微组织，横向组织中初生α相含量略高于纵向显微组织，且横向组织中均匀α晶粒直径低于纵向组织，纵向组织中拉长α含量高于横向组织
。

D/4处横、纵向的显微组织与头部组织类似，经检测横向组织初生α相含量为54.5%，均匀α晶粒直径为16.2μm，晶粒度级别为8.9级，条状初生α长度不超过 0.25mm，且显微组织切合GJB2744A-2007中的2类组织，纵向组织初生α相含量为55.4%，均匀α晶粒直径为25.4μm，晶粒度级别7.6级，条状初生α长度不超过0.25mm，显微组织亦切合GJB2744A-2007的2类组织
。对比D/4处横、纵向显微组织，初生α向含量相差不大，纵向均匀晶粒度大于横向组织，横、纵向组织等轴化水平均较高，且有显著的方向性
。

退火后棒材心部位横、纵向的显微组织同样为等轴α和少量的拉长α组织，经检测横向组织初生α相含量为62.0%，均匀α晶粒直径为25.6μm，晶粒度级别为7.6级，条状初生α长度不超过0.25mm，显微组织切合GJB2744A-2007的2类组织，纵向组织初生α相含量为62.9%，均匀α晶粒直径为27.0μm，晶粒度级别7.5 级，条状初生α长度不超过0.25mm，显微组织亦切合GJB2744A-2007的4类组织，对比中心部位横、纵向显微组织，初生α向含量以及均匀晶粒度尺寸均相差不大
。

合金经退火处置后，组织中析出新的次生α相，与组织中渣滓的残存β相形成新的β转变组织，经退火后的组织仍为双态组织，组织的次生α相的析出由退火后的冷却速度以及β基体中元素含量所决定[7]
。

退火温度的凹凸会影响组织中元素进行再分配，当温度较高时，α相向β相转变会增多，而元素进行再分配会导致位于β相中的β不变元素含量降低，当α不变元素含量增长时，冷却过程中β相的不变性降落，促使次生α相析出
。

2.3退火后室温拉伸机能

在样棒D/4地位取室温拉伸试样，测试了局如表1所示，合金的抗拉以及屈服强度较高，且横、纵向差距较幼，切合尺度要求
。

拉伸状貌在进行变形时，滑移会在等轴α晶粒中率先起头，在拉伸不休进行过程中，滑移会占据更多的初生α相，由于组织中同时含有β转变组织，滑移还会向β转变组织内扩大，β转变组织中的次生α相是对合金强度起到重要影响[8]，多多的次生α订交错散布，同时相界面也会对滑移起到故障成效，增长合金变形难度，增长强度
。由于等轴α相会减幼滑移带的间距，减幼位于晶界处的位错塞积，推迟浮泛的成长，增长断裂合金接受的形变水平，增长合金塑性[9-11]
。

2.4退火后高温拉伸机能

同样在样棒D/4地位取高温拉伸试样，拉伸温度为500℃，测试了局如表2所示，相比室温拉伸机能，合金的抗拉以及屈服强度较低，而塑性较高，横、纵向差距较幼，切合尺度要求
。

通常情况下，提高变形温度会增长组织内部的热激活能，原子振幅与动能会增长，同时增长空位和位错的活跃水平，增长滑移系数量的同时降低滑移产生的临界分切应力，减幼晶面进行滑移时的故障，降低合金强度
。同时，在进行高温拉伸时，部门位于组织中的相会溶化，强化作用减弱，进行拉伸时会产活泼态回复，提高位错内相的数量，提升软化机造，塑性增长
。

3、结论

（1）锻后棒材横向和纵向的微观组织为典型的α+β两相区铸造加工而成的组织，组织中原始β晶界齐全破碎，组织由初生α相和β转变组织组成β转变组织蕴含轴藐幼的次生α相和β残，横纵向组织差距较幼
。

（2）与原始金相组织相比，退火后棒材的分歧地位的组织中除等轴α相表，还存在少量拉长α相组织
。

（3）棒材室温的抗拉以及屈服强度较高，塑性优良，且横、纵向差距较幼
。

（4）相比室温拉伸机能，棒材的高温拉伸强度较低，而塑性较高，横、纵向差距较幼
。

参考文件：

[1]安强,祁文军,左幼刚.TA15钛合金表表原位合成TiC加强钛基激光熔覆层的组织与耐磨性[J/OL].资料工程:1-8.

[2]李永奎,齐海东,路林等.基于热膨胀步骤的TA15钛合金的陆续冷却相转变[J].资料热处置学报,2021,42(12):69-75.

[3]唐学峰,黄振,温红宁,等.基于深度神经网络的TA15高温拉伸变形行为精确预测[J].锻压技术,2021,46(09):67-76.

[4]李细锋,曹旭东,王斌,等.钛合金电辅助塑性成形技术钻研进展[J].航空造作技术,2021,64(17):22-30.

[5]马庆,魏科,唐海兵,等.TA15钛合金双路次热压缩变形软化行为及等轴α相组织演变法规[J].资料热处置学报,2021,42(08):40-47.

[6]马庆,魏科,唐海兵,等.TA15钛合金双路次热压缩变形软化行为及等轴α相组织演变法规[J].资料热处置学报,2021,42(08):40-47.

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[10] Shi Xiaohui,Zeng Weidong,Long Yu et al.Journal of Alloys and Compounds[J].2017,727:555.

[11] Zhou Y G,Zeng W D,Yu H Q.Materials Science and Engineering A[J].1996,221(1):58.