文／傅开，屠孝斌，段晓辉，张晓龙，赵金星·宝鸡钛业股分有限公司
跟着我国航空航天及船舶产业的不休进展，钛合金材料的利用占比越来越高，对钛合金材料力学功能请求也不休升高，除了请求高强度外，还须要有优越的断裂韧性和疲倦功能。新式高强高韧钛合金BTi-(Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al)是一种由宝钛团体自助研发的亚安定β钛合金。此合金具备综协力学功能优秀、无高熔点、易形成β偏析元素与合金功能重现性好等益处，被用来替代保守高强高韧钛合金Ti-、BT22等，现以航天紧固件、刀兵、赛车弹簧、海底管道等理论运用为主。做为一种亚安定β钛合金，BTi-的力学功能对时效轨制特别敏锐。
本文要紧协商了不同时效轨制对BTi-棒材布局功能的影响，实验讲明，跟着时效温度的升高，强度低沉，塑性升高，断裂韧性升高。在所采取的热解决工艺中，热解决轨制为℃/保温2h/AC+℃/8h/AC时的各项力学功能较好。
实验材料及办法实验采纳真空自耗电弧炉经历三次熔炼的φmm铸锭，此铸锭先在t铸造机及t快锻机施行了多个火次的铸造，铸造为规格φmm的棒材，后在t铸造机铸造为规格mm×mm×Lmm的扁方，随后经历纵向剖开施行热解决实验。合金化学成份如表1所示。
表1BTi-钛合金化学成份(%)
在该棒材上截取样段施行类似固溶温度℃/2h/AC，不同时效温度的热解决实验，其计划如表2所示。热解决后，试样按GB/T-施行高下倍布局查验，按GB/T.1-《金属拉伸实验办法》施行室温拉伸实验，赢得不同时效温度下的高下倍布局、抗拉强度、顺从强度、蔓延率及断面萎缩率数据，实验采纳V(HF)：V(HNO3)：V(H2O)=1:3:10的混杂液侵蚀试样，在OLYMPUSGX71型金相显微镜上窥察不同温度下的布局状貌。
表2BTi-钛合金棒材热解决轨制
实验了局及解析时效对显微布局的影响图1为BTi-钛合金棒材在不同时效温度下热解决后的显微布局。由图1能够窥察到其显微布局均为在β基体上散布着初生α相和时效历程中析出的细长针状的次生α相。而且，跟着时效温度的抬高，晶内次生α相产生了显然地集合与长大，这是由于在时效历程中产生了β→α＇+β的改变。时效温度对元素散布历程的影响较大，那时效温度较低时，由于元素散布速率较慢、散布间隔较短，次生α相在β晶内大批弥漫析出；那时效温度抬高时，元素散布加重，散布间隔增进，致使次生α相偏向于在β晶界、α/β相界等场所析出，且温度越高，这类析出趋向越显然，从而致使次生α相的尺寸跟着时效温度的抬高而增大。
图1不同时效温度解决的棒材显微布局
力学功能实验了局图2为合金的抗拉强度及顺从强度比较图，BTi-合金的抗拉强度与顺从强度随时效温度抬高而降落，在一次时效后其抗拉强度先从MPa降到MPa后降到MPa，顺从强度先从MPa降到MPa后降到MPa。这是由于温度抬高致使合金布局内α相尺寸随温度抬高而变大，α相尺寸的增大使得合金的力学功能低沉，且合金处在较长的时效光阴下布局内次生α相充足析出并长大，而且在温度越高的状况下，次生α相也产生了更高的粗化，从而对力学功能形成影响。
图2时效解决后合金抗拉强度与顺从强度
同时，能够看出，在类似温度下合金在施行二次时效后抗拉强度和顺从强度比一次时效有显然的增高，且二次时效后抗拉强度与顺从强度也是随时效温度抬高而降落。
图3为BTi-合金的断面萎缩率及断后伸长率，跟着温度的晋升，合金的断后伸长率和断面萎缩率都呈现了增进，在一次时效后合金的断后伸长率从2.5%增进到4.0%，断面萎缩率从6%增进到8%。跟着温度的增进，合金的次生α相析出越充足且互相集合长大，这一历程致使合金的弥漫加强水平降落而且对位错的拦阻减小，布局的改变使得塑性与强度的改变趋向呈现负相干。
图3时效解决后合金断面萎缩率和断后伸长率
在二次时效历程中由于时效总光阴较长，次生α相析出加倍充足和平匀，致使合金的塑性在类似温度下比拟一次时效更低，且合金在二次时效中塑性也随温度抬高而低沉。
图4为合金的断裂韧性，合金的断裂韧性与合金的抗拉强度浮现较为显然的负相干，跟着时效温度的增进，次生α相含量增进，片层变厚，裂纹伸展时在合金布局中的伸展门路越长，在一次时效后断裂韧性从63.5MPa·m1/2晋升到67.7MPa·m1/2。
图4时效解决后合金断裂韧性
二次时效时由于时效总光阴较长，针状α相变粗，数目裁减，对裂纹伸展的拦阻影响降落，在类似温度下断裂韧性比一次时效低沉，且二次时效后合金的断裂韧性也跟着温度飞腾而升高。
归纳本文要紧对两相区加工的BTi-钛合金棒材施行了β相变点以上的固溶时效热解决，肯定了力学功能和显微布局与时效温度的相干，详细论断以下：
⑴跟着时效温度的抬高，温度对次生α相形成了显然的影响，次生α相充足析出并产生集合长大，从而影响力学功能；
⑵在统一固溶温度下，BTi-钛合金的抗拉强度及顺从强度跟着时效温度抬高而降落，而合金的塑性与断裂韧性随时效温度的抬高而抬高；
⑶在统短暂效温度下，BTi-钛合金施行一次时效与施行二次时效比拟，塑性和断裂韧性更高而抗拉强度及顺从强度更低；
⑷在合金棒材临盆中采纳℃/2h/AC+℃/8h/AC热解决轨制赢得的强度和塑性般配较好。
做家简介
傅开
工程师，要紧从事钛合金铸造技能品质劳动。
—文章选自：《铸造与冲压》年第9期
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