時效溫度對TC18鈦合金組織性能的影響

喬恩利，馮永琦，李渭清，李小燕，楊軍梅

(寶雞鈦業股份有限公司，陜西 寶雞 721014)

TC18(BT22)鈦合金是前蘇聯20世紀70年代研制的一種近β型鈦合金,兼有α+β和β鈦合金的性能特征。在退火及固溶時效狀態下均可使用,是退火狀態下強度最高的合金[2],并且具有較好的強韌性匹配。良好的淬透性、鍛透性和可焊接性等綜合優勢,使得該合金可制成鍛件、模鍛件、棒材等,尤其可用來制造大型鍛件和模鍛件。該合金在伊爾76等飛機上獲得了大量應用。

本文通過對TC18(BT22)鈦合金鑄錠經β區開坯，兩相區鍛造至Φ25mm精鍛棒材，經過相同熱處理制度進行固溶處理后的同一棒材，采用不同的溫度進行時效處理。通過對處理后所得到棒材顯微組織和性能進行對比分析，找出不同時效溫度對該合金的顯微組織和力學性能的影響規律[3]。

1 實驗材料及實驗方法

實驗材料采用寶鈦集團有限公司真空自耗電弧爐熔煉的3000kg鑄錠，其主要化學成分為(質量分數，%)：Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，(α+β)/β轉變溫度為860～870℃。通過將該鑄錠在3150t水壓機上開坯、中間鍛造，再經精鍛機鍛造至Φ25mm規格棒材，對該棒材在同一固溶制度下進行熱處理后，采用500℃、530℃、560℃、590℃、620℃、650℃六種不同的溫度進行時效處理。對處理后所得顯微組織和力學性能進行對比分析。

2 實驗結果與分析討論

2.1 時效溫度對顯微組織的影響

通過對實驗材料采用835℃/保2h，爐冷至750℃/2h，空冷的熱處理制度進行固溶處理后，采用六種不同溫度進行時效處理，所得顯微組織分別如圖1所示。從顯微組織上可以發現，采用上述熱處理制度后所得六種顯微組織均為均勻細小的等軸組織，但隨時效溫度的升高，其初生α相含量有所變化，特別是當時效溫度高于560℃時，其初生α相含量明顯增多。……