TA32鈦合金高溫連續氧化行為研究

梁錫梅，陳明和,蘇 楠，羅 峰

(南京航空航天大學，江蘇 南京 210016)

0 引 言

隨著航空航天技術的發展，高溫鈦合金在航空航天領域的應用越來越廣泛。然而，鈦合金在熱成形和高溫服役過程中不僅會發生氧化，高濃度的氧溶解還會導致氧脆，氧化和氧脆是影響高溫鈦合金塑性和熱穩定性的重要因素。氧化層的性質對鈦及鈦合金的力學性能、磨損性能、電化學性能和生物相容性起到重要作用。近α型鈦合金在空氣中長時間暴露，不僅可以在其表面形成一層氧化層，O元素還可以向基體內部擴散形成脆性富氧層，進而影響其力學性能。通常，550 ℃以下鈦表面會形成致密的氧化膜，800 ℃以上時氧化膜會脫落分解，加速鈦的氧化[1]。不同牌號的鈦合金氧化規律差別較大。TA32是一種新型近α型高溫鈦合金，其晶體結構為密排六方結構。與TA12鈦合金相比，TA32鈦合金中去除了對焊接性能影響較大的Nd元素，添加了Nb元素和Ta元素，很大程度上提高了其焊接性能，并且在高溫下仍具有良好的力學性能和抗蠕變性能，但關于其氧化行為的研究鮮有報道。

高溫鈦合金熱成形過程中，為防止氧化和增加潤滑性，通常需要在表面涂覆高溫潤滑劑。本研究考察TA32鈦合金在熱成形溫度為750～850 ℃范圍內有/無噴涂氮化硼高溫潤滑劑時的氧化行為，包括氧化動力學曲線，氧化層的形貌、結構和相組成，探討微觀氧化機理，旨在為TA32鈦合金板材熱成形工藝的設計提供理論依據。

1 實 驗

1.1 實驗材料

實驗采用的原材料是由寶鈦集團有限公司提供的厚度為1.5 mm 的TA32鈦合金軋制板材，熱處理狀態為M態，其化學成分如表1所示。……