Ti-55531近β鈦合金軋板拉伸性能各向異性研究

李 超，呂亞平，李少君，張曉泳，周科朝

(1. 湖南金天鈦業科技有限公司，湖南 常德 415001)(2.中南大學 粉末冶金國家重點實驗室，湖南 長沙 410083)

0 引 言

目前，已有很多關于鈦合金力學性能各向異性的研究，例如，Liu等人[17]研究了不同軋制路徑對工業純鈦板拉伸性能各向異性及成形性的影響。紀大偉等人[18]通過分析微觀組織及織構研究了Ti75合金板材拉伸性能和沖擊韌性的各向異性。Roth等人[14]研究了α型鈦合金在拉伸條件下力學性能各向異性的機制。Song等人[19]研究了熱軋工藝條件對Ti-6Al-4V合金力學性能各向異性的影響。然而，由于Ti-55531近β鈦合金中β穩定元素的含量更高，導致其c/a值不同于上述鈦合金，因此，其滑移系的啟動及孿晶系的激活將明顯有別于上述鈦合金。

為此，以Ti-55531近β鈦合金為研究對象，首先通過熱軋獲得具有強烈織構的板材，然后通過微觀組織表征研究α相形貌及織構對Ti-55531合金拉伸性能的影響規律，并深入分析其內在機制，為織構控制及后續材料力學性能的改善提供一定的實驗及理論依據。

1 實 驗

實驗原材料為湖南金天鈦業科技有限公司提供的φ150 mm Ti-55531合金鍛棒，其化學成分(質量分數)為：Al 5.20%, Mo 4.92%, V 4.96%, Cr 2.99%, Zr 1.08%, Fe 0.40%，其余為Ti。合金的β相轉變溫度為(825±5)℃。從鍛棒上線切割80 mm×35 mm×15 mm的板坯，在880 ℃固溶15 min，空冷到室溫，然后在650 ℃時效2 h后水淬。固溶處理后板坯的微觀組織中，針片狀α相呈三角形均勻分布在β基體中，如圖1所示。

熱軋實驗在LO-500型軋機(軋輥直徑為180 mm，工作寬度為500 mm)上進行，軋制溫度為750 ℃，軋制變形量為80%(15 mm→3 mm)，道次壓下量為2 mm。為了保證軋制溫度，每一道次軋制后都將樣品放入爐內加熱5 min。……