Fe元素含量對鈦合金性能的影響

毛成亮，趙 彬，賈蔚菊，李思蘭，應 揚

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

0 引 言

鈦及鈦合金因其良好的耐蝕性、優異的生物相容性、高的比強度和良好的成形性，廣泛應用于航空航天、生物醫療和石油化工等領域[1]。通過在鈦中添加不同合金元素，如Cu、V、Al、Mo、Nb、Zr、B、Si、Fe等，能夠形成α、β及α+β等不同類型鈦合金。

β型鈦合金具有比α和α+β型鈦合金更低的彈性模量和更高的強度，而且β型鈦合金的冷成形能力也較好，有利于降低制造成本[2]。Weiss等[3-4]研究表明，β鈦合金不僅具有比一般α+β鈦合金更高的強度，而且表現出更好的韌性。在V、Nb、Ta、Mo、Fe等β穩定元素中，Fe元素具有較高的β相穩定作用，能改變合金的變形方式，且成本低，是一種很有潛力的合金添加元素。Louzguine等[5]研究發現，Fe、Nb和Ta均是良好的β相穩定劑。

在鈦合金中，Fe屬于慢共析合金元素，在一般的熱加工和熱處理過程中不產生中間相，主要通過固溶強化形式強化合金，有很好的強化效果，是亞穩β鈦合金和β鈦合金的主要添加元素。Fe作為一種強β相穩定元素，在α、近α以及α+β鈦合金中加入量相對較少，但可以降低合金α/β相變點，對合金性能也會產生顯著影響。

基于以上，本文從顯微組織結構、力學性能、腐蝕性能和加工性能4方面歸納總結Fe元素添加量對不同類型鈦合金性能的影響,以期為鈦合金尤其是低成本鈦合金的開發提供參考。

1 Fe元素含量對鈦合金性能的影響

1.1 Fe元素對顯微組織結構的影響

對于α及近α鈦合金，Fe元素一般作為雜質元素，其含量較少，對合金組織結構幾乎沒有影響?！?br>