小序
TC11合金是典范的(α+β)双相钛合金，，，，，，，，名义因素为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，，，，，，，，是我国应用最为普遍、手艺成熟稳固的钛合金，，，，，，，，在航空工业主要用于发念头压气机盘、叶片和喷管等［1-4］。。。。 。。本公司采购的一批TC11合金棒料直径为120mm，，，，，，，，交付量为2494kg/16支，，，，，，，，节号依次为1-1、1-2、……4-1、4-2……8-1、8-2，，，，，，，，在入厂超声波磨练时发明节号4-2局部有超标显示。。。。 。。棒料超声波验收要求为GB/T5193A1级，，，，，，，，该批棒料整体杂波水平φ1.2-6dB，，，，，，，，超标显示当量为1.2+13dB，，，，，，，，深度73mm，，，，，，，，距离4-2号棒料端面210mm。。。。 。。超声波超标部位波形如图1所示，，，，，，，，在超声波超标处切取试片(见图2)。。。。 。。
本文接纳X射线探伤仪、光学显微镜、维氏硬度计、扫描电镜、能谱仪等检测装备剖析了超声波检测到的缺陷的爆发缘故原由。。。。 。。
图 1 4-2 号超声波超标处波形
1、X射线检测
首先对缺陷部位举行X射线定位检测，，，，，，，，照射偏向笔直于试片横截面，，，，，，，，获得的X光底片如图3所示。。。。 。。经X射线照射，，，，，，，，仅有一处白点显示，，，，，，，，然后从点状显示处的侧面检测其漫衍深度，，，，，，，，效果如图4所示。。。。 。。
由X射线底片可知，，，，，，，，缺陷部位的线衰减系数大于正常部位，，，，，，，，而线衰减系数与吸收质料的密度成正比，，，，，，，，因此，，，，，，，，起源判断缺陷为贯串性的，，，，，，，，密度高。。。。 。。
图 2 超声波超标试样
图 3 缺陷位置
图 4 缺陷深度
2、金相磨练
贯串性高密度缺陷一侧横截面抛光态形貌如图5所示，，，，，，，，夹杂物与基体之间有显着界线。。。。 。。图6批注，，，，，，，，浸蚀后夹杂物与基体之间有显着的过渡区。。。。 。。图7为夹杂物纵截面抛光态宏观形貌，，，，，，，，抛光态夹杂物目视可见，，，，，，，，且与基体界面熔合优异，，，，，，，，仅有个体细小孔洞。。。。 。。
图8为夹杂物－过渡区－基体之间的显微组织。。。。 。。Ⅰ区为夹杂物;Ⅱ区为夹杂物前沿的过渡区;Ⅲ区为基体前沿的过渡区，，，，，，，，显微组织为β相;Ⅳ区为基体，，，，，，，，其显微组织为正常的α+β组织。。。。 。。
图 5 夹杂物横截面抛光态微观形貌
图 6 夹杂横截面侵蚀态微观形貌
图 7 夹杂纵截面宏观形貌
图 8 夹杂物与基体间的显微组织
3、微区化学因素和显微硬度检测
图9为夹杂物的能谱剖析线扫描效果，，，，，，，，中心发白区域主要因素为Mo，，，，，，，，其密度为10.2g/cm3，，，，，，，，TC11钛合金密度为4.48g/cm3，，，，，，，，可进一步确认缺陷为贯串性高密度Mo夹杂。。。。 。。从夹杂物区至过渡区至基体的Mo含量迅速降低至正常含量。。。。 。。图10和表1为Mo夹杂、过渡区和基体的能谱剖析位置和检测效果，，，，，，，，Mo夹杂前沿过渡区Mo含量约为20%～27%，，，，，，，，Ti、Al含量略低于基体区，，，，，，，，无Zr元素，，，，，，，，此处可能为Mo夹杂区，，，，，，，，基体元素向夹杂处扩散，，，，，，，，形成太过区。。。。 。。
图 9 夹杂与基体间的能谱剖析的线扫描效果
图 10 夹杂物与基体间能谱剖析的点扫描位置
基体前沿过渡区Mo含量约为12%，，，，，，，，Al、Ti、Zr、Si含量与基体正常区基本一致，，，，，，，，说明此处原为基体正常区，，，，，，，，由于夹杂物中Mo向此处扩散，，，，，，，，导致此处Mo含量升高，，，，，，，，因Mo为β相稳固元素，，，，，，，，导致此处β转变温度显著降低，，，，，，，，因此其显微组织为典范的高Mo偏析β相。。。。 。。
表2为Mo夹杂至基体的显微硬度，，，，，，，，基体至Mo夹杂物区显微硬度从352HV0.1逐步降低至262HV0.1，，，，，，，，平缓的硬度梯度能包管夹杂物在棒料开坯和铸造历程中与周围正常唬 ；；；；；；逋奖湫危，，，，，，减小了夹杂物处爆发较大裂纹的可能性。。。。 。。制品棒料中的夹杂物与基体之间有优异的熔合界面说明晰这一点。。。。 。。
4、缺陷爆发缘故原由
X射线剖析批注，，，，，，，，缺陷为细长条状高密度夹杂物。。。。 。。由显微组织和能谱剖析效果可知，，，，，，，，高密度纯Mo夹杂与基体组织之间为冶金团结，，，，，，，，并有元素扩散，，，，，，，，可以扫除在铸锭铸造成棒料的历程中外来夹杂物嵌入的可能性。。。。 。。由于铸造历程嵌入的高熔点Mo夹杂会与基体爆发显着的间隙界面，，，，，，，，且不会爆发显着的元素扩散和冶金团结。。。。 。。超声波检测缺陷位置在4-2号棒料的一端，，，，，，，，凭证棒料节号举行反推，，，，，，，，夹杂物缺陷约莫位于铸锭中部，，，，，，，，如图11所示。。。。 。。本批棒料所用铸锭共举行三次熔炼，，，，，，，，示意图如图12所示。。。。 。。本批棒料制备了两根一次电极，，，，，，，，棒料中的Mo元素在一次电极制备历程中以l-60Mo合金添加剂而非纯Mo的形式加入。。。。 。。两根一次电极一次熔炼形成的一次锭经炉内对焊后举行二次熔炼和三次熔炼。。。。 。。铸锭三次熔炼历程正常、平稳、无异常，，，，，，，，制品铸锭头尾化学因素均知足手艺要求，，，，，，，，且误差较。。。。 。。，，，，，，说明整个熔炼历程受控，，，，，，，，并无爆发Mo夹杂的显着条件。。。。 。。凭证缺陷泛起在铸锭中部且一次锭的对焊历程，，，，，，，，可推测爆发缺陷的缘故原由可能是一次锭起吊装炉历程中，，，，，，，，底部与铸锭存放区的钢板接触，，，，，，，，导致外来物带入铸锭中。。。。 。。
图 11 棒料位置漫衍示意图
图 12 铸锭熔炉历程示意图
5、结论
TC11钛合金棒料超声波超标部位的缺陷为细长条Mo夹杂，，，，，，，，夹杂物与基体界面熔合优异，，，，，，，，并形成由元素扩散爆发的过渡区。。。。 。。Mo夹杂可能爆发于一次锭熔炼后对焊前的吊装历程，，，，，，，，说明铸锭生产现场情形有待进一步改善。。。。 。。建议增强生产现场管控，，，，，，，，避免外来金属带入生产现。。。。 。。，，，，，，设置专用的吊装区域，，，，，，，，并在吊装前对该区域举行彻底整理。。。。 。。
TC11棒料缺陷在入厂复验时发明，，，，，，，，说明棒料出厂前超声波检测有漏检。。。。 。。应刷新超声波检测方法。。。。 。。
参考文献
［1］江想莲.TC11钛合金热变形行为及其组织演变纪律的研究［D］.沈阳:东北大学，，，，，，，，2011.
［2］张利军，，，，，，，，薛祥义，，，，，，，，张晨辉，，，，，，，，等.TC11钛合金锻件中疑似夹杂物缺陷成因剖析［J］.理化磨练:物理分册，，，，，，，，2015(10):734-736.
［3］宫敏利，，，，，，，，李淑英.TC4钛合金锻件缺陷剖析［J］.热加工工艺，，，，，，，，2016，，，，，，，，45(3):258-260.
［4］宋鸿武，，，，，，，，张士宏，，，，，，，，程明，，，，，，，，等.钛合金热变形历程中裂纹缺陷的展望［J］.有数金属质料与工程，，，，，，，，2012，，，，，，，，41(5):781-785.
相关链接
