海洋環(huán)境用Ti-5111合金板材的組織與性能研究

席錦會，葛 鵬，侯 鵬，廖 強

(西部金屬材料股份有限公司，陜西 西安 710201)

船舶服役在苛刻的海洋環(huán)境中，由于長時間接觸海水，船體及其設備、構件(如高溫排氣管、海水閥和泵、螺旋槳等)很容易被腐蝕，對其采取防護措施又極其繁瑣和困難，因此對船舶用材料提出了特殊的技術性要求：耐海水腐蝕性好；高、低溫環(huán)境下穩(wěn)定性好；安全可靠，維修少或維修便捷；彎曲、焊接等可加工性好。鈦合金因具有良好的耐蝕性能和力學性能，被認為是一種很有前途的海洋環(huán)境用材料。

目前在用的船用鈦及鈦合金包括純鈦、Ti-3Al-2.5V合金以及Ti-6Al-4V ELI兩相合金等。Ti-6Al-4V ELI合金因具有高強度的優(yōu)勢而被廣泛應用，但在苛刻的應用環(huán)境下，例如在強烈震動的情況下，其斷裂韌性和抗應力腐蝕開裂以及焊接性能不能很好地滿足要求[1]。Ti-5111(Ti-5Al-1Sn-1V-1Zr-0.8Mo)合金是美國研發(fā)的一種成本較低的鈦合金，它具有與Ti-6211(Ti-6Al-2V-1Nb-1Ta)合金相似的性能，能夠滿足深潛器對材料屈服強度的要求(不低于690 MPa)，同時保持良好的韌性和可焊性[2,3]。

本研究對熱軋制備的25 mm厚Ti-5111合金板材進行了不同熱處理，并對熱處理后板材的組織、性能進行了檢測，分析了影響材料強度、塑性及沖擊韌性的因素，旨在掌握不同熱處理制度下Ti-5111合金板材的性能水平，為后期選材及批量化生產提供依據(jù)。

1 實 驗

Ti-5111合金鑄錠(相變點為975～980 ℃)經(jīng)過β相區(qū)及α+β相區(qū)鍛造得到100 mm厚板坯，再經(jīng)過α+β兩相區(qū)順軋得到25 mm厚板材。分別在800、950、1 000 ℃對Ti-5111合金板材進行熱處理，保溫1 h，空冷。

從Ti-5111合金板材上截取實驗用料，經(jīng)加工制備成φ10 mm×65 mm的拉伸試樣，10 mm×10 mm×55 mm的V形缺口沖擊試樣。……