熱處理對Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金組織與力學性能的影響研究

王立亞，鄭友平，楊 柳

(1.成都先進金屬材料產業技術研究院股份有限公司，四川 成都 610300)(2.釩鈦資源綜合利用國家重點實驗室，四川 攀枝花 617000)

鈦合金質輕、比強度高、韌性好、耐海水侵蝕性好，是優質的輕型結構材料，在航空航天、海洋工程、醫療等諸多領域有著廣泛的應用[1-5]。隨著國際形勢發展以及國家海洋強國戰略的實施，海洋工程用鈦合金的研究開發愈加重要，對高強韌鈦合金的需求越來越緊迫[6]。近β鈦合金經過固溶時效處理后，強度高、韌性好，是航空及海洋工程的重要候選材料之一[7]。針對深海環境對鈦合金的服役要求，攀鋼集團和南京工業大學共同研制出一種適用于深海領域的新型高強高韌耐腐蝕近β鈦合金，其名義成分為Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(以下簡稱Ti-35421)。Ti35421合金是在BT19鈦合金的基礎上，通過使用1%(質量分數，下同)低價的Fe元素替代BT19鈦合金中5%昂貴的V元素，從而大大降低了合金的成本。

國內外學者對不同牌號近β鈦合金的熔煉、鍛造、軋制、熱處理及組織性能等開展了大量研究工作[8-12]。研究發現，熱處理對近β鈦合金組織和性能的影響很大[13]，通過優化熱處理工藝可以提高近β鈦合金的綜合力學性能。已有學者對Ti-35421合金的低周疲勞性能及熱加工過程中的相變機制等進行了研究[14-16]，但尚未見到關于該合金熱處理工藝及組織性能的研究。通過分析Ti-35421合金固溶時效后的微觀組織演變規律及微觀組織對力學性能的影響規律，對其熱處理工藝進行了進一步優化，以期為實際生產及應用提供理論依據。……