TB6鈦合金等溫鍛后熱處理工藝研究

李雪飛，黃利軍，黃 旭，張明杰

(北京航空材料研究院，北京 100095)

隨著現(xiàn)代飛機和武器裝備對材料性能要求的不斷提升，傳統(tǒng)鋼材已經(jīng)無法滿足其使用要求。鈦合金具有高的比強度、優(yōu)良的耐蝕性、良好的高溫性能等一系列優(yōu)點，已被越來越多的應用于航空航天、武器裝備等領(lǐng)域[1-3]。

TB6鈦合金(Ti-10V-2Fe-3Al)是一種典型的近β型鈦合金[4，5]，具有高強度、高斷裂韌性、深淬透性和強抗應力腐蝕能力等特點，在航空工業(yè)中得到廣泛應用。此外，該合金還具有相變點低、鍛造溫度低和流動應力低等優(yōu)點，相比其他牌號的高強鈦合金更容易鍛造成形[6-9]，更適宜采用等溫鍛造。經(jīng)鍛造后的TB6鈦合金在制成零件前，需要根據(jù)零件性能要求進行固溶和時效處理。實際生產(chǎn)中，鈦合金鍛件鍛造完成后需要空冷至室溫再進行固溶和時效，而固溶溫度和等溫鍛造的鍛造溫度相近，因此，本研究將等溫鍛造完成后的TB6鈦合金直接進行水淬+時效處理，并與鍛造完成后空冷至室溫再進行固溶+時效處理的鍛件性能進行對比，研究等溫鍛造后熱處理工藝對TB6鈦合金組織與性能的影響，以期為后續(xù)熱處理工藝改進提供參考。

1 實 驗

實驗材料取自北京航空材料研究院鈦合金研究所熔煉的φ330 mm TB6鈦合金鑄錠。該鑄錠以海綿鈦和中間合金為原料，經(jīng)過3次真空自耗熔煉而成，其β相變點為790 ℃，化學成分見表1。

表1 TB6鈦合金鑄錠化學成分(w/%)

Table 1 Chemical composition of TB6 titanium alloy ingot

采用2000T快鍛機對鑄錠進行開坯、改鍛，最后鍛造成φ320 mm的棒材。在同一根棒材上截取2件尺寸為75 mm×160 mm×180 mm的方形棒材(軸向為鍛壓方向)。……