1、前言
TC11钛合金相当于前苏联的BT9，， ， ，，其名义因素为Ti－6.5Al－3.5Mo－1.5Zr－0.25Si，， ， ，，属高铝当量马氏体型α+β两相钛合金。。。。。。。这种合金具有很高的强度，， ， ，，主要用于制作飞机发念头压气机盘、叶片和叶轮等要害零部件，， ， ，，是现在航空工业上应用最普遍的钛合金之一［1］。。。。。。。
我国海洋浮体毗连件一样平常用不锈钢薄壁环材制作。。。。。。。为了降低浮体的重量，， ， ，，拟用TC11合金制作规格为φ630mm/φ530mm×300mm的毗连件。。。。。。。由于该毗连件要遭受大的作用力，， ， ，，因此要求环材的力学性能抵达Rm≥1100MPa、Rp0.2≥1000MPa、A≥10%、Z≥20%，， ， ，，这比GJB494A—2008标准中划定TC11叶片棒材的强度指标横跨70MPa，， ， ，，且塑性指标相当。。。。。。。本研究通过热处置惩罚的方法提高TC11合金薄壁环材的强度，， ， ，，以知足海洋浮体的使用要求。。。。。。。
2、实验
选用优质小颗粒海绵钛、纯铝、纯锆及钼中心合金作为实验质料，， ， ，，按名义因素配料、压制电极，， ， ，，经3次真空自耗电弧熔炼，， ， ，，获得TC11钛合金铸锭，， ， ，，其化学因素切合GB3620标准要求:Al6.0%～6.8%、Mo2.8%～3.8%、Zr1.0%～2.0%、Si0.20%～0.35%、Fe≤0.25%、C≤0.10%、N≤0.05%、O≤0.15%。。。。。。。铸锭(α+β)/β相转变温度为990～1010℃。。。。。。。
将铸锭加热到相变点以上温度保温一准时间，， ， ，，出炉后在1250t水压机上举行1～2火自由锻镦－拔变形，， ， ，，以增添单相区变形量。。。。。。。随后在3150t水压机上铸造，， ， ，，加热温度为相变点以上30～100℃，， ， ，，同时合理控制铸造工艺参数，， ， ，，β相区变形量大于70%。。。。。。。
单件制坯后在1250t水压机上分多火次举行环材制备，， ， ，，有镦粗、拔长、冲孔、扩孔整形和轧环等工艺，， ， ，，加热温度为相变点以下20～40℃，， ， ，，两相区变形量达60%～90%。。。。。。。从环材上切取用于室温力学性能测试的试样坯料，， ， ，，划分选用5种固溶温度、3种固溶冷却方法和5种时效温度举行热处置惩罚研究，， ， ，，然后举行室温拉伸试验，， ， ，，确定最佳的热处置惩罚制度。。。。。。。最后用确定的热处置惩罚制度对环材整体举行热处置惩罚，， ， ，，并对热处置惩罚后的环材举行室温力学性能测试和显微相组织视察。。。。。。。
3、效果与讨论
3.1固溶温度对TC11合金环材力学性能的影响
选取了850、880、920、950和980℃5种固溶温度，， ， ，，时效制度为530℃×6h/AC的热处置惩罚制度对TC11合金环材试样举行处置惩罚。。。。。。。热处置惩罚后试样的力学性能测试效果见表1。。。。。。。
由固溶处置惩罚后试样的力学性能测试效果可知:随着固溶温度的升高，， ， ，，TC11合金环材的屈服强度、抗拉强度和断面缩短率相差不大，， ， ，，但当固溶温度高于900℃时伸长率提高了30%～40%，， ， ，，提高幅度较大。。。。。。。综合来看，， ， ，，950℃×1h/AC的固溶制度能够使TC11合金环材的强度和塑性抵达较好的匹配，， ， ，，但强度不可知足要求。。。。。。。
3.2固溶冷却方法对TC11合金环材力学性能的影响
选取固溶温度为950℃，， ， ，，保温1h，， ， ，，划分举行空冷、风冷、水冷等差别冷却速率的热处置惩罚实验，， ， ，，时效制度为530℃×6h/AC。。。。。。。热处置惩罚后试样力学性能测试效果见表2。。。。。。。
比照3种冷却方法对试样力学性能的影响可知，， ， ，，随着固溶冷却速率的加速，， ， ，，试样强度提高，， ， ，，且接纳水冷方法时塑性下降显着。。。。。。。其中，， ， ，，经风冷冷却比空冷冷却后的强度略有提高，， ， ，，塑性无显着转变，， ， ，，接纳水冷方法强度则提高了150～250MPa，， ， ，，塑性下降。。。。。。。
总之，， ， ，，风冷和空冷均不可使强度知足要求，， ， ，，而接纳水冷不可使塑性知足要求，， ， ，，因此，， ， ，，不可通过纯粹改变冷却方法使试样力学性能知足要求。。。。。。。
3.3时效温度对TC11合金环材力学性能的影响
凭证3.1节和3.2节结论，， ， ，，选择高于900℃的固溶温度及水冷的冷却方法举行时效温度实验，， ， ，，这样不但可提高强度，， ， ，，并且不会过多的损伤塑性，， ， ，，因此，， ， ，，确定固溶制度为930℃×1.5h/WC。。。。。。。选取500、530、580、620和650℃5个时效温度，， ， ，，时效热处置惩罚时间均为6h，， ， ，，时效后空冷。。。。。。。热处置惩罚后试样力学性能测试效果见表3。。。。。。。
从表3可以看出，， ， ，，随着时效温度的升高，， ， ，，TC11合金环材的强度下降，， ， ，，塑性提高。。。。。。。其时效温度低于580℃时，， ， ，，其塑性不可知足环材力学性能的要求;其时效温度大于600℃时，， ， ，，抗拉强度和屈服强度值下降较显着，， ， ，，因此时效温度不宜凌驾600℃。。。。。。。在930℃×1.5h/WC+580℃×6h/AC固溶时效处置惩罚后的强度比时效温度大于580℃的强度高，， ， ，，塑性值相当，， ， ，，但塑性值没有任何富余量，， ， ，，因此简朴的双重热处置惩罚不可知足研究要求，， ， ，，需要对TC11合金环材举行三重热处置惩罚。。。。。。。
3.4三重热处置惩罚对TC11合金环材力学性能的影响
TC11合金薄壁环材第一重热处置惩罚按3．1节结论选择950℃×1h/AC固溶处置惩罚，， ， ，，主要目的是调解初生α相和转变β之间的比例，， ， ，，抵达强度和塑性的较好配比，， ， ，，提高塑性值 ［2］。。。。。。。第二重热处置惩罚按3．2节结论选择930℃×1.5h/WC固溶处置惩罚，， ， ，，使室温拉伸强度提高20%～30%，， ， ，，举行固溶强化。。。。。。。第三重热处置惩罚按3．3节结论选择580℃×6h/AC时效处置惩罚，， ， ，，起弥散强化作用，， ， ，，室温拉伸强度略有提高，， ， ，，塑性坚持稳固。。。。。。。以是最终的热处置惩罚制度为950℃×1h/AC+930℃×1.5h/WC+580℃×6h/AC。。。。。。。表4为TC11合金薄壁环材试样和整体经由三重热处置惩罚后的力学性能。。。。。。。
从表4可以看出，， ， ，，TC11合金环材试样经三重热处置惩罚后的强度较双重热处置惩罚试样的强度相当，， ， ，，塑性提高;整体热处置惩罚比试样热处置惩罚的强度值低、塑性值高，， ， ，，这是由于整体热处置惩罚的冷却速率较试样热处置惩罚慢，， ， ，，与3.2节剖析效果一致。。。。。。。
3.5显微组织
TC11合金薄壁环材经由950℃×1h/AC+930℃×1.5h/WC+580℃×6h/AC整体热处置惩罚后，， ， ，，从环材上直接取样视察显微组织，， ， ，，效果见图1。。。。。。。由图1可见，， ， ，，环材整体经三重热处置惩罚后的显微组织由等轴α相和β转变组织组成，， ， ，，α相漫衍均分，， ， ，，无长条和大块α相。。。。。。。这种组织状态具有优良的强度和塑性匹配［3］。。。。。。。
4、结论
规格为φ630mm/φ530mm×300mm的TC11合金薄壁环材通过950℃×1h/AC+930℃×1.5h/WC+580℃×6h/AC三重热处置惩罚，， ， ，，可以使室温拉伸性能抵达Rm≥1100MPa、Rp0.2≥1000MPa、A≥10%、Z≥20%。。。。。。。显微组织由等轴α相和β转变组织组成，， ， ，，α相漫衍均分，， ， ，，无长条和大块α相。。。。。。。
参考文献
［1］中国航空质料手册编辑委员会．中国航空质料手册:铜合金及钛合金［M］．北京:中国标准出书社，， ， ，，2001:147－173．
［2］唐光昕，， ， ，，朱张校．TC11合金在差别热处置惩罚条件下的显微组织剖析［J］．有数金属，， ， ，，2002(3):21－24．
［3］张宝昌．有色金属及其热处置惩罚［M］．西安:西北工业大学出书社，， ， ，，1993．
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