TC11钛合金属于高Al当量马氏体型α+β 钛合金，，，，，，该合金具有优异的高温强度，，，，，，热稳固性及抗蠕变性能，，，，，，被普遍应用于航空航天领域。。。。。。TC11钛合金作为主要的航空和宇航质料，，，，，，主要用于制造服役温度在500℃以下的航空发念头压气机盘、叶片、鼓筒等零件及飞机结构件等。。。。。。随着航空航天手艺的飞速生长，，，，，，对这些要害部件用钛合金的性能要求越来越高，，，，，，要求其具有越发优异的综合性能。。。。。。而钛合金的综合性能与其最终的组织形态、相的比例、晶粒的巨细及漫衍情形亲近相关。。。。。。

现在，，，，，，铸造是钛材热加工中最常用且最有用的加工要领。。。。。。不但可以直接铸造成工件的形状，，，，，，还可以优化其微观组织，，，，，，改善其力学性能。。。。。。可是，，，，，，铸造保存遗传性，，，，，，会造成制品棒材、饼材、环锻件等组织不匀称问题，，，，，，尤其是大型的饼、环锻件。。。。。。为此，，，，，，我们接纳多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，，，，，该变形方法可以使原始坯料中的铸态晶粒获得充分破碎和再结晶，，，，，，从而消除了制品中泛起的金相缺陷。。。。。。同时，，，，，，研究热处置惩罚工艺对大规格环材组织、力学性能的影响，，，，，，从而确定最优化的热加工工艺。。。。。。

1、实验质料及要领

本文实验所用质料为TC11钛合金铸锭，，，，，，接纳3 次VAR 熔炼，，，，，，锭型φ 700mm，，，，，，其主要化学因素：Al：6.7%，，，，，，Mo：3.3%，，，，，，Zr：1.8%，，，，，，Si：0.3%，，，，，，其余为Ti。。。。。。经金相法测定其相变点为1016 ℃，，，，，，铸锭经β 相区开坯铸造，，，，，，α+β 相区环坯铸造、冲孔，，，，，， 扩孔成形铸造制得制品规格为φ 830mm/φ 520mm×220mm。。。。。。在环材高度偏向上截取试样环举行热处置惩罚实验，，，，，，热处置惩罚在箱式电阻炉中举行，，，，，，其计划见表1。。。。。。

为研究环材组织和力学性能的匀称性，，，，，，将大规格环材按优化出的热处置惩罚工艺制度举行整体热处置惩罚后，，，，，，沿厚度偏向分为外表层、1/2 层和内表层，，，，，，沿高度偏向分为上外貌、H/4、H/2、3H/4 和下外貌（H 为环材高度），，，，，，共15 个位置，，，，，，举行室温拉伸性能检测，，，，，，审核其力学性能的匀称性，，，，，，视察差别偏向的显微组织，，，，，，审核其组织的匀称性。。。。。。

2、实验效果与剖析

固溶温度对TC11钛合金环材性能的影响

1）固溶温度对TC11钛合金环材组织的影响。。。。。。

图1 为TC11钛合金环材经由950℃～ 990℃固溶处置惩罚+530℃时效处置惩罚6 小时后的显微组织。。。。。。在差别固溶温度+ 时效处置惩罚后，，，，，，TC11 环材显微组织是由等轴初生α 相和β 转变组织组成，，，，，，β 转变组织上漫衍着细小的针状和短棒状次生α 相。。。。。。随着固溶温度由950℃升高到990℃，，，，，，等轴初生α 相含量逐渐镌汰，，，，，，由950℃时的50% 逐渐递减至990℃时的10%，，，，，，且初生α 相晶粒尺寸逐渐增大。。。。。。同时，，，，，，随着固溶温度的升高，，，，，，针状次生α 相含量逐渐增添且变得越发细小弥散。。。。。。同时，，，，，，陪同着部分初生α 相的逐渐消融，，，，，，未转变的β 相基体含量的饱和度增大，，，，，，为次生α 相的析出增大了驱动力，，，，，，促使次生α 相的含量逐渐增多且细小而弥散。。。。。。

2）固溶温度对TC11钛合金环材力学性能的影响。。。。。。

TC11钛合金环材经由差别固溶温度处置惩罚后的力学性能如图2 所示。。。。。。

随着固溶温度由950℃升高到990℃，，，，，，TC11 合金的强度先升高后降低，，，，，，970℃抵达峰值，，，，，，塑性先降低后升高，，，，，，970℃时为低谷，，，，，，相比强度的转变，，，，，，塑性转变趋势较缓。。。。。。在室温下，，，，，，起主要强化作用的是位错，，，，，，随着固溶温度升高，，，，，，提供的相变驱动力促使次生α相的析出，，，，，，在塑性变形时，，，，，，弥散的α 相周围爆发的应力场阻碍了位错运动，，，，，，同时α 和β 相的界面爆发 弥散强化，，，，，，使强度大幅提高；；；；；；随着固溶温度950℃升高到970℃，，，，，，其塑性转变不显着，，，，，，断面缩短率和锻后伸长率略有降低。。。。。。随着固溶温度升高到980℃，，，，，，初生α 相含量骤减，，，，，，且初生α 相长大，，，，，，导致两相间相界面较少，，，，，，对位错的阻碍作用削弱，，，，，，从而使强度下降，，，，，，塑性转变略有提高，，，，，，由此可知，，，，，，在970℃固溶时，，，，，，TC11钛合金的强韧性匹配最优。。。。。。

冷却速率对TC11钛合金环材性能的影响TC11钛合金经970℃固溶处置惩罚后，，，，，，差别冷却速率的力学性能见表2。。。。。。由表2 可以知，，，，，，固溶后接纳水冷比空冷抗拉强度高260MPa，，，，，，屈服强度高约220MPa，，，，，，同时水冷的塑性骤降。。。。。。图3 为TC11钛合金970℃固溶处置惩罚后水冷的SEM 组织，，，，，，由图3 可知，，，，，，水冷时，，，，，，高温固溶处置惩罚时大宗的亚稳固β 相被牢靠下来，，，，，，在随后的低温时效历程中，，，，，，较多的次生α 相从亚稳固β 相剖析出来，，，，，，并交织排列在β 转变基体上。。。。。。由于冷却速率快，，，，，，过冷度大，，，，，，再结晶晶粒来缺乏长大，，，，，，同时引起了晶格畸变，，，，，，促使在时效历程中，，，，，，大宗细小、无偏向性的针状α 相从亚稳固β 转变相中析出。。。。。。这些大宗的细小次生α 相，，，，，，交织排列，，，，，，相界面阻碍了滑移的举行，，，，，，从而使合金变形难题，，，，，，因此，，，，，，片状β转变组织越多，，，，，，强度越高，，，，，，塑性越差。。。。。。

TC11钛合金环材性能匀称性研究为提高合金的使用稳固性、性能的稳固性，，，，，，在现实生产应用中，，，，，，TC11钛合金大型饼材、环锻件均是在热处置惩罚状态下服役。。。。。。研究热处置惩罚工艺对TC11钛合金组织和性能的影响，，，，，，得出最优的热处置惩罚制度为970℃/保温2hAC+530℃ /6hAC。。。。。。将文中大规格环材φ 830mm/φ 520mm×220mm 凭证此热处置惩罚制度整体热处置惩罚后，，，，，，研究其组织和性能的匀称性。。。。。。图4 为TC11 环材沿壁厚和高度偏向差别位置的显微组织，，，，，，由图4 可知，，，，，，接纳多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，，，，，环材在高度偏向以及厚度偏向的组织均为双态组织，，，，，，且组织匀称漫衍，，，，，，等轴初生α 相晶粒尺寸巨细匀称漫衍。。。。。。比照图4 和图1 中(c)，，，，，，均为970℃ / 保温2hAC+530℃ /6hAC 处置惩罚后的组织，，，，，，发明图1(c) 中初生α 相含量比图4 中少，，，，，，而次生α相略多于图4。。。。。。

图5 为TC11钛合金环材差别位置的力学性能，，，，，，由图5 可知，，，，，，该环材在径向和厚度偏向的力学性能匀称性优异，，，，，，抗拉强度Rm 的极差值为15MPa，，，，，，屈服强度Rp0.2 的极差值为18MPa，，，，，，断后伸长率A 的极差值为4.5%，，，，，，断面缩短率Z 的极差值为12%。。。。。。比照图5和表2，，，，，，相同固溶时效处置惩罚后，，，，，，试样热处置惩罚比环材整体热处置惩罚性能横跨约80MPa，，，，，，塑性转变不大。。。。。。在现实生产历程中，，，，，，可以通过加速环材在空气中冷却速率而提高其强度。。。。。。

三、结论

1、TC11钛合金随着固溶温度的升高，，，，，，初生α相含量逐渐镌汰，，，，，，且初生α 相晶粒尺寸逐渐增大，，，，，，次生α 相含量逐渐增多。。。。。。室温强度随着固溶温度的升高先升高后降低，，，，，，同时塑性转变幅度不大。。。。。。

2、随着冷却速率的加速，，，，，，TC11钛合金强度增大，，，，，，塑性骤降。。。。。。

3、 接纳多火次镦拔换向铸造的TC11 大规格环材的组织和力学性能匀称性优异。。。。。。在970℃ /2hAC+530℃ /6hAC 固溶时效后，，，，，，环材具有稳固的强塑性。。。。。。

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