钛合金是现代飞机和航空发起机的重要结构资料之一，对于减轻飞机的质量,提高飞机推沉比,增长飞行距离和削减燃料用度等都拥有极度沉要的意思[1]

。随着我国航空航天事业的迅速发展,飞行器紧固件、弹性组件及重要承力结构件对其资料的需要更为凸起地集中于耐蚀、轻质、高强，所以发展高强钛合金资料及其加工工艺对我国航空航天工业的发展拥有积极的推作为用

。

TB3是一种可热处置强化的亚不变β型钛合金，该合金的重要利益是固溶处置状态拥有优异的冷成形机能，其冷镦比(Dt/D0)可达2.8，固溶+时效造处置后可获得高的强度，重要用于造作使用温度低于300℃的1100MPa级以上高强度航空航天紧固件[2]

。本文利用热处置工艺影响组织、而组织又决定机能这一法规，通过造订分歧的热处置造度钻研了TB3钛合金力学机能的变动法规

。

1、尝试资料及步骤

1.1尝试资料

尝试用TB3钛合金铸锭由西部钛业有限责任公司自行出产，其化学成分切合GB/T3620.1-2007划定[3]

。铸锭经β区和(α＋β)区加热铸造成准100mm规格棒材，而后在(α＋β)区加热轧造成准16mm规格幼棒，选取差热分析法测定该合金的(α＋β)→β相变点为756℃

。

1.2尝试步骤

别离选定三种固溶温度及三种时效温度

。TB3钛合金棒材轧造实现后，切取试样并按预先选定的热处置造度进行处置，选定热处置造度见表1

。

TB3钛合金试样依照以上表1中预先造订的热处置造度处置后，别离进行了显微组织观察及力学机能试验

。显微组织观察在Olympus/PMG3型光学显微镜上进行，室温拉伸机能测试在INSTRON型电子全能试验机上进行

。

2、尝试了局与分析

2.1TB3钛合金显微组织

TB3钛合金试样经固溶及固溶+时效处置后显微组织如图1所示


？煽闯，TB3钛合金在(α＋β)→β转变温度以上固溶处置后，合金显微组织为单一的β晶粒，随固溶加热温度的升高，合金晶粒显著长大，但晶内残存的第二相质点数量显著削减

。TB3钛合金固溶处置并时效处置后，合金显微组织中β晶界及晶粒内部均匀弥散析出大量的α相

。

2.2TB3钛合金力学机能

TB3钛合金试样经分歧热处置造度处置后的室温拉伸机能测试了局见表2

。

分析表2试验数据可看出，TB3钛合金经800、810和820℃固溶处置后，其抗拉强度随固溶温度升高而降低，塑性随固溶温度升高而升高

。这重要是由于，TB3钛合金在(α＋β)→β转变温度以上进行固溶处置时，随固溶温度的升高，合金的固溶度增大，其中残存的第二相质点越来越少(从分歧温度固溶后显微组织照片能够显著看出)，以至弥散强化作用也就越来越幼，所以宏观上阐发为随固溶温度升高合金强度降落、塑性上升

。

同时能够看出，TB3钛合金在(α＋β)→β转变温度以上固溶处置后，能够获得较高的强度和极度优异的塑性，这极度有利于合金的冷加工，如尺度件加工的冷镦等

。

分析表2试验数据还可看出，TB3钛合金经810℃固溶，并经530、540和550℃时效后，合金室温拉伸机能与时效温度的变动有着极度显著的法规，随时效温度的升高，合金的抗拉强度显著降低，从最高的1300MPa降至1210MPa，但合金塑性显著增高，断面收缩率从最低的29%增到最高的37%

。这重要是随时效温度的升高，从β基体中析出的α相粗化，未沉淀区面积增大，晶界、晶内网状物析出景象减轻或解除，所以合金塑性增长[4]

。但同时晶内弥散质点削减，弥散强化减弱，合金强度降低

。

固溶温度决定了组织中介不变β相(α'、α''、β过冷等)的成分和数量，对合金固溶状态下的强度、塑性有较大影响，但时效温度对最终产品机能的影响比固溶温度更为敏感

。因而，对于亚不变β型钛合金而言，选择时效温度要慎之又慎

。时效温度太高，析出的α相粗壮，强化成效差，并且高温下合金中共析元素(Fe等)易出现共析反映天生金属间化合物，从而使合金变脆

。时效温度太低，转变速度较慢，所需时效保温功夫长，时效功夫太长容易形成硬度高、脆性大的ω相，又会使合金变脆

。在530～550℃时效，每起落10℃所引起的抗拉强度均匀降低35MPa左右


？杉，对于亚不变β型钛合金需选择精度较高的电炉进行时效处置，不然对机能颠簸较大

。

可看出，TB3钛合金在(α＋β)→β转变温度以上固溶处置后，能够获得较高的强度和优异的塑性，极度有利于合金的冷加工，合金在固溶并时效后，通过调整时效温度的凹凸，能够获得切合要求的强度、塑性匹配，以满足分歧服役前提的零件需要

。

3、结论

(1)TB3钛合金在(α＋β)→β转变温度以上固溶时，获得的组织为单一的等轴β晶粒，且随固溶温度升高，合金强度降低、塑性升高

。

(2)时效温度对TB3钛合金的室温拉伸机能影响极度显著，随时效温度的升高，合金强度显著降低，但塑性显著增长

。

(3)TB3钛合金经800～820℃固溶后，拥有较高的强度和优异的塑性，经550℃时效后，可获得抗拉强度大于1200MPa，伸长率大于10%的优异综合机能

。

参考文件：

[1]张利军，田军强，周中波，等．热处置造度对TC21钛合金锻件组织及力学机能的影响[J]．中国资料进展，2009，28(9-10)：84-87．

[2]中国航空资料手册编纂委员会．中国航空资料手册[M]．北京：中国尺度出版社，2002．

[3]GB/T3620.1-2007．钛脊合金商标和化学成分[S]．

[4]王晶，韩洪武，阎彩文．热处置对TB5板材组织和机能的影响[J]．罕见金属资料与工程，2008，37(增刊3)：671-673．