1、前言

钛合金具有比强度高、中温性能好，，，，，，，，抗侵蚀性能好等一系列优点。。。。。。。。在室温下，，，，，，，，钛合金的比强度高于高强钢和高强铝合金。。。。。。。。在400～500℃内，，，，，，，，钛合金的比长期强度、比蠕变强度和比疲劳强度都显着高于耐热不锈钢。。。。。。。。因此钛合金在航空、航天、化工和船舶等工业部分获得普遍应用[1]。。。。。。。。

TC6钛合金为马氏体型α+β两相热强钛合金，，，，，，，，是现在应用最普遍的Ti—Al一Mo—Cr—Fe—Si系钛合金。。。。。。。。Al在TC6合金中稳固并强化α相；；；；；同时加入Mo和Si，，，，，，，，增添了β相的数目，，，，，，，，有利于热加工和热稳固性的提高；；；；；Cr和Fe是β共析元素，，，，，，，，通过强化 α和β相提高中等温度下的拉伸强度[2]。。。。。。。。TC6合金使用状态一样平常为退火状态，，，，，，，，也可举行适当的强化热处置惩罚。。。。。。。。该合金可用于制造发念头上在400℃以下长时间事情6000h和在450℃事情2000h的部件口[3]。。。。。。。。由于钛合金在凌驾β转变温度后，，，，，，，，晶粒迅速 长大，，，，，，，，变形后形成魏氏组织，，，，，，，，造成塑性和攻击韧性的降低，，，，，，，，因而TC6合金一样平常在低于β转变温度10～30℃变形[1,4]，，，，，，，，铸造温度规模窄，，，，，，，，变形抗力大，，，，，，，，本文通过差别变形温度对组织、性能的影响，，，，，，，，探讨了提高TC6合金可锻性的途径。。。。。。。。

2、试验

2.1质料

试验用质料为宝钛股份经3次真空自耗熔炼的TC6钛棒，，，，，，，，规格为φ130mm，，，，，，，，交付状态为退火态，，，，，，，，退火制度为890℃×1h、空冷+600℃×2h、空冷。。。。。。。。原质料化学因素见表1。。。。。。。。

2.2原质料组织

原质料低倍组织致密，，，，，，，，无可见晶粒，，，，，，，，其低倍组织见图1(a)。。。。。。。。原质料显微组织为网篮状组织，，，，，，，，所有原始β晶界已充分破碎，，，，，，，，α相差别水平地爆发扭曲，，，，，，，，其间漫衍着α和β相的混淆体，，，，，，，，原质料显微组织见图1(b)。。。。。。。。

2.3要领

用金相法测定了试验用棒材的相变点，，，，，，，，β转变温度为940~950℃。。。。。。。。试验时选用了两个变形温度。。。。。。。。第一个变形温度为930℃，，，，，，，，低于相变点，，，，，，，，即在α+β两相区举行变形；；；；；第二个变形温度为950℃，，，，，，，，稍高于相变点，，，，，，，，即近β铸造。。。。。。。。

环形件铸造工艺历程为：坯料加热保温100min，，，，，，，，镦饼、冲孔、扩孔、整形，，，，，，，，终锻温度大于800℃，，，，，，，，锻后空冷。。。。。。。。锻件冷却后对锻件举行等温退火处置惩罚，，，，，，，，退火制度为：870℃×1．5 h；；；；；炉冷至650℃，，，，，，，，保温2h；；；；；空冷至室温。。。。。。。。随后对锻件举行剖解剖析，，，，，，，，以确定变形温度对锻件组织、性能的影响。。。。。。。。

3、效果及剖析

从两种温度的成形历程看，，，，，，，，950℃变形时变形抗力小于930℃时的抗力，，，，，，，，质料流动性和可锻性也较好，，，，，，，，这主要是由于钛合金有两种同素异构体，，，，，，，，低温下是具有密排六方晶格的α相，，，，，，，，六方晶格组织滑移面数目有限，，，，，，，，在低温下塑性变形难题。。。。。。。。随温度升高，，，，，，，，六方晶格滑移面增多，，，，，，，，塑性大大提高。。。。。。。。当温度凌驾相变点进入β相区后，，，，，，，，金属组织由六方晶格转变为体 心立方晶格，，，，，，，，塑性大大增添。。。。。。。。同时合金组织由两相组织转变为单相组织，，，，，，，，消除了由于各相性能差别造成的变形不均，，，，，，，，使流动应力降低。。。。。。。。在950℃和930℃两个变形温度成形的锻件低倍组织都很匀称、致密，，，，，，，，无显着的清晰晶粒，，，，，，，，也无其它肉眼可见的冶金缺陷。。。。。。。。

3.1锻件组织

显微组织检查发明，，，，，，，，930℃变形的锻件显微组织为两相区加工的匀称等轴组织，，，，，，，，初生α相基本球化，，，，，，，，在等轴仅基体上漫衍有一定命目的β组织，，，，，，，，无显着的原始β晶界痕迹，，，，，，，，锻件高倍组织见图2(a)。。。。。。。。

等轴α晶粒的形成历程是合金在α+β两相区举行变形时，，，，，，，，原始β晶粒和α相同时爆发塑性变形，，，，，，，，沿金属流动偏向被拉长和破碎，，，，，，，，随后爆发再结晶，，，，，，，，由于α相的再结晶快于Bβ相的再结晶，，，，，，，，从而获得球状的α再结晶晶粒。。。。。。。。一样平常以为这样的组织综 合性能较好，，，，，，，，尤其是塑性和攻击韧性。。。。。。。。

950℃变形的锻件显微组织为网篮组织，，，，，，，，见图2(b)。。。。。。。。组织中原始β晶界未在变形历程中完全消除，，，，，，，，但β晶界遭到一定水平的破碎，，，，，，，，轮廓不敷完整和清晰，，，，，，，，条状仅相差别水平地爆发扭曲，，，，，，，，其间漫衍着α和β相的混淆体。。。。。。。。爆发该组织的缘故原由主要是 铸造加热温度高于相变点，，，，，，，，刻划晶界的条状仪相和晶内的片状α相是在动态变形历程中析出，，，，，，，，因此，，，，，，，，沿β晶粒界线析出的条状α相被扭曲，，，，，，，，被变形的片状α相切割而变得不完整；；；；；同时晶内的片状α相被变形拉长和扭曲，，，，，，，，改变了原来的规则位向清静行排列，，，，，，，，形貌趋近于条状，，，，，，，，其间保存着α+β的混淆体。。。。。。。。一样平常以为这样的组织热强性较好，，，，，，，，室温塑性比等轴 组织有所降低，，，，，，，，但能提高断裂韧性、高温长期和高温蠕变性能[2,4]。。。。。。。。

3.2锻件力学性能

由于TC6合金通俗退火后的空冷历程中亚稳固的β相会部分地剖析而形成两相组织，，，，，，，，这种组织不稳固，，，，，，，，并在合金的使用温度下趋于完全剖析。。。。。。。。等温退火处置惩罚能够包管TC6合金获得最稳固的α+β组织，，，，，，，，包管在事情温度的长时间历程中有较高的强 度和最高的塑性和最好的热稳固性，，，，，，，，这也是高温下长时间事情零件接纳的基本热处置惩罚制度[5]。。。。。。。。锻件室温力学性能测试数据见表2。。。。。。。。

表2来看，，，，，，，，在α+β两相区的930℃变形和在β单相区的950℃变形，，，，，，，，强度和攻击韧性相近，，，，，，，，没有显著差别。。。。。。。。塑性略有下降，，，，，，，，950℃变形比930℃变形的δ₅，，，，，，，，和ψ有所降低，，，，，，，，特殊是面缩率ψ，，，，，，，，这与组织的转变是相对应的。。。。。。。。930℃变形获得的是等轴组织，，，，，，，，这种组织有极好的塑性。。。。。。。。同时，，，，，，，，两相区变形初生α相含量更高(见图2)，，，，，，，，而α相对拉伸塑性起着主要作用。。。。。。。。

拉伸变形较小时，，，，，，，，在等轴α和变形β的相界面上爆发朴陋；；；；；随着拉伸变形水平的增添，，，，，，，，在必需穿过基体之前，，，，，，，，这些朴陋沿着相界面长大。。。。。。。。α相颗粒对朴陋长大起着阻碍作用，，，，，，，，初生α相颗粒越多，，，，，，，，平均自由程越短，，，，，，，，朴陋长大遇到的阻碍越大。。。。。。。。因此，，，，，，，，拉伸试样在断裂前爆发更大的变形，，，，，，，，从而获得更高的拉伸塑性[2]。。。。。。。。虽然950℃变形的锻件室温塑性有降低，，，，，，，，但 比一样平常锻件标准要求的(δ₅≥8％和ψ≥20％)高得多，，，，，，，，使用中有很大的富足量。。。。。。。。

在930℃变形和950℃变形锻件的高温力学数据没有显著差别，，，，，，，，这两个温度变形对高温力学性能没有太大影响。。。。。。。。

4、结论

(1)TC6合金在稍高于β相变点举行近β铸造，，，，，，，，可降低变形抗力，，，，，，，，提高可锻性。。。。。。。。

(2)TC6合金在稍高于β相变点的单相区变形，，，，，，，，获得的显微组织为网篮状组织；；；；；而在α+β两相区成形，，，，，，，，获得的组织为等轴组织。。。。。。。。

(3)TC6合金近β铸造和α+β两相区铸造的通例室温、高温力学性能没有显着差别，，，，，，，，因此适当提高变形温度，，，，，，，，接纳稍高于β相变点的近β铸造可以在包管力学性能的情形下，，，，，，，，提高合金的可锻性。。。。。。。。

参考文献

1中国机械工程学会锻压学会．锻压手册(第一卷)．北京：机械工业出书社，，，，，，，，2002：283—324

2王金友，，，，，，，，葛志明，，，，，，，，周彦邦．航空用钛合金．上海：上海浚浚浚？蒲忠粘鍪樯纾，，，，，，，1985：113～221

3《中国航空质料手册》编辑委员会．中国航空质料手册(第四卷)．北京：中国标准出书社，，，，，，，，2002：132—146

4《锻压手艺手册》编委会．锻压手艺手册．北京：国防工业出书社，，，，，，，，1989：244～254

5布鲁克斯C R．有色合金的热处置惩罚、组织和性能．北京：冶金工业出书社，，，，，，，，1988：360—387