引言

TA15 是一种高铝当量危险容限型近α 钛合金，拥有优良的热强性和可焊性，有靠近α － β 型钛合金的工艺塑性，是我国航空领域沉要的结构资料［1］。固然TA15 是近α 钛合金，但其机能与α － β 型钛合金机能靠近。因而，若是微区成分不均匀，必然会引起宏观组织及显微组织的异常，从而导致异常区域与正常区域硬度显著的差距性，而这种差距性会使资料在整体上阐发为机能不均匀，最终萌生委顿裂纹源，给零件用的安全性也带来极大隐患，同时降低该合金的使用寿命［2］。在对TA15 钛合金低倍进行查抄时，时时发现亮条、亮斑等缺点。这些缺点固然可能在出产过程中没有形成裂纹、孔洞等缺点，又很难通过无损探伤的步骤检测出来，而缺点的存在可能会严沉影响资料的使用靠得住性和不变性。因而，为了确保TA15 钛合金棒材的使用靠得住性，必须对亮条、亮斑这类缺点进行分析，以及它对机能可能的影响。本文探求了TA15 合金棒材偏析中遇到的此类缺点的分析与判定步骤，旨在提逾越产质量，为检验提供借鉴。

1、尝试

1. 1 资料

在对某TA15钛合金棒料进行低倍查抄时发现，有一个不规定的亮斑缺点，如图1 所示，疑似偏析缺点。为判定该缺点类型，分析该缺点产生的原因，预防类似缺点再次产生，对该TA15 钛合金产品进行了进一步检测分析。

该棒材原料按尺度要求配料，经三次真空自耗电弧炉熔炼，造成Φ640 mm 的铸锭，取样分析化学成分，了局如表1 所示。该了局切合GB /T 3620. 1—2007 钛合金成分国度尺度，注明整批资料的化学成分没有问题。

而后钛合金铸锭在相变点以上开坯，下料后，再经过屡次墩拔铸造，加工成制品前坯料，最后在相变点以下成型，造成制品钛合金棒材毛坯料，经扒皮，抛光，最后为制品棒材。送检时，任取一支棒材下料取样，查抄低倍横截面。铸造出产过程均切合要求。

1.2 尝试仪器

用ZEISS Observer． A1m 光学金相显微镜观察棒材显微组织。用JSM － 6460 钨灯丝扫描电子显微镜进行微区成分分析。用401MWD 显微硬度计进行显微硬度测试。

2、了局与会商

2.1 显微组织

在低倍组织观察的基础上，对亮斑处进行研磨、抛光、侵蚀，在显微镜上进行观察，其缺点区域、过渡区域及正常区域的显微组织如图2。

由图2 可见，TA15 钛合金亮斑缺点区与正常区域的显微组织区别极度显著，缺点区α 相含量极度高，只有极少量β 相。而正常区α 相与β 相的含量均在正常水平。因而，从显微组织的了局已经齐全能够判定亮斑缺点为偏析缺点。

2. 2 微区成分

在已显微组织检验的试样上切取蕴含一幼块缺点区域和正常组织的扫描电镜试样，而后进行缺点区域标识，选取扫描电镜的能谱仪( EDS) 别离对缺点区域和正常区域进行微区成分分析和SEM 观察，检测区域如图3 所示，了局见表2，SEM 观察照片见图4。

表2 中的正常区域能谱分析了局验证了整批资料化学成分的检测了局，整批资料的化学成分是合格的。在亮斑缺点区域却出现了显著的富钛和贫铝元素的情况。由此，判定该TA15 合金棒材为典型的富钛贫铝型的偏析。

2.3 显微硬度

别离对缺点区和正常区域进行显微维氏硬度测试。了局如表3所示。由表3 可见，缺点区的硬度要低于正常区域7%左右，由此能够进一步证实亮斑缺点为富钛贫铝的偏析。

2.4 力学机能

该批TA15 钛合金棒材的力学机能如表4所示，均切合尺度要求。

2.5 会商

从显微组织的了局来看，它切合富钛偏析显微组织的描摹—即偏析区的等轴初生α 相含量高于基体。而微区成分分析了局也齐全证明该亮斑为富钛贫铝偏析。

从对偏析区和正常区的显微硬度测试了局来看，偏析区的均匀显微硬度比正常区低7%，也切合差距在10%以下的法规，再次印证了富钛偏析的结论。并且能够进一步认定该偏析是一种非脆性偏析。这衷飓析不会对资料整体的力学机能产生显著的影响。

这种化学成吩飓析重要与钛合金的熔炼工艺有关，在铸锭出产中就已存在。我国目前绝大部门出产厂家对于钛合金的冶炼出产都选取三次真空熔炼自耗电弧炉熔炼法。该步骤在冶炼过程中，由于海绵钛、中央合金的粒度散布不均匀，会造成合金元素散布不均，引起部门区域合金元素贫化或富集，以至该区域的合金相变点偏离正常合金的相变点，在以来的热加工过程中，容易出现异常组织，形成冶金缺点［3］。

由此可见亮斑是一种冶金缺点，要预防和预防亮条的产生，必须从改进冶炼工艺着手。建议在TA15钛合金冶炼过程中，提高电极的焊接质量，严格节造海绵钛和中央合金的化学成分和颗粒大幼、散布应尽量均匀等［4］。

3、结论

( 1) 经过显微组织观察、微区成分分析及扫描电镜观察和显微硬度测试，确定该批TA15 钛合金棒材为富钛贫铝的非脆性偏析。

( 2) 对该TA15 合金棒材中不影响使用的偏析，只有机能满足尺度要求，切除偏析后可持续交货。

参考文件

［1］洪权，张振祺． Ti － 6Al － 2Zr － 1Mo － 1V 合金的热变形行为［J］． 航空资料学报， 2001， 21( 1) : 10 － 12

［2］朱勤，张延生，何龙． TC4 合金棒材成吩飓析组织的分析与判定［J］． 罕见金属快报， 2007( 5) : 37 － 39

［3］蔡建明，张旺峰，李臻熙等． TC11 钛合金叶片上亮条和暗条的性质及节造［J］． 资料工程， 2005( 1) : 16 － 19

［4］刘俊，汤光平，杨桂珠． TC4 钛合金棒料亮条纹缺点分析［J］． 理化检验—物理分册， 2011， 47( 10) : 646 － 648