熱加工對β-CEZ鈦合金組織和力學(xué)性能的影響

戚運蓮，辛社偉，杜 宇，曾立英，劉 偉，孫花梅，譚偉力，謝翀博，孫寶紅

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

0 引 言

β-CEZ是一種高合金化、高強度的亞穩(wěn)近β型鈦合金，兼有α+β兩相合金和亞穩(wěn)β相合金的性能特征，即固溶狀態(tài)具有良好的冷加工性能，固溶時效狀態(tài)下強度、塑性和斷裂韌性可實現(xiàn)良好匹配，且熱加工性能十分優(yōu)異。β-CEZ 鈦合金被主要用于制造航空航天領(lǐng)域的壓氣機盤、導(dǎo)彈舵軸等大截面結(jié)構(gòu)件[1-5]。在現(xiàn)有的鈦合金中，由于最初設(shè)計開發(fā)的應(yīng)用目標(biāo)不同，僅有少量β合金適于制備管材，且經(jīng)熱處理后強度僅可以達(dá)到1 200 MPa左右。目前，一些國家的鈦及鈦合金無縫管制造技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而我國高強度鈦合金管材的研制仍處于起步階段[6-9]，關(guān)于β-CEZ鈦合金作為管材的應(yīng)用更是鮮有報道。

管坯的制備方法主要有2種，鉆孔擠壓和斜軋穿孔[10-11]。斜軋穿孔法雖然金屬消耗量小，但是管坯的壁厚均勻性較差，會嚴(yán)重影響后續(xù)管材的軋制質(zhì)量；鉆孔擠壓法雖然生產(chǎn)成本高，但制備的管坯壁厚均勻、組織性能較好，在擠壓變形后，金屬材料的晶粒更加細(xì)小均勻，還可以獲得較高的管材尺寸精度[12-15]。為此，本研究采用鉆孔擠壓法制備β-CEZ鈦合金管坯，分析擠壓溫度以及熱處理工藝對β-CEZ鈦合金擠壓管材顯微組織和力學(xué)性能的影響，旨在揭示熱加工工藝與合金顯微組織和力學(xué)性能之間的聯(lián)系規(guī)律，從而為該合金管材的批量穩(wěn)定化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 實 驗

實驗用料為經(jīng)三次真空自耗電弧熔煉的噸級β-CEZ鈦合金鑄錠，其名義成分為Ti-5Al-4Mo-2Cr-4Zr-2Sn-1Fe，差熱分析法測得β相變點在890 ℃左右。……