熱處理工藝對Ti-6Al-4V ELI合金厚截面鍛件力學性能的影響

王新南，朱知壽，商國強，信云鵬，祝力偉，李 靜，李明兵，劉格辰

(中國航發北京航空材料研究院，北京 100095)

0 引 言

Ti-6Al-4V ELI是20世紀60年代美國研發的中強高損傷容限型鈦合金，該合金是在Ti-6Al-4V合金的基礎上，通過純凈化熔煉降低間隙型合金元素含量和通過β熱處理工藝獲得片層組織，使之具有更高的斷裂韌性、疲勞裂紋擴展抗力和疲勞裂紋擴展門檻值等損傷容限性能。該合金已成功應用于歐美的民用客機和軍用飛機的關鍵承力結構件中，如F-16戰斗機的水平尾翼轉軸、波音767第一號駕駛艙擋風玻璃窗骨架、波音777客機的安定面連接接頭等[1-3]。

我國自“十五”開始研發具有自主知識產權的中等強度損傷容限型鈦合金應用技術，如將新型的準β熱處理工藝應用于國產TC4-DT中強高損傷容限型鈦合金，使其在具有良好損傷容限性能的同時仍能保持良好的強度和塑性水平，減弱了因β熱處理片層組織粗化而導致的強度和塑性大幅下降的趨勢[4-8]。

應我國新一代飛機高減重、長壽命的設計使用需求，鈦合金結構件不斷向大型化、整體化方向發展[9-12]，如二重萬航模鍛公司和三角防務分別采用普通模鍛和熱模鍛方式成形了投影面積達5 m2以上的TC4-DT鈦合金特大型整體鍛件。隨著鈦合金鍛件的大型化，超厚鍛件的應用越來越多。為充分熱透，超厚鍛件的熱處理保溫時間長，而損傷容限型Ti-6Al-4V ELI合金采用β工藝長時間熱處理時，塑性等性能易惡化，因此有必要研究熱處理工藝對該合金厚截面鍛件力學性能的影響?！?br>