Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr （Ti-55531） 是典型的近β钛合金，，， 其优良的室温强度、、 断裂韧性和淬透性使其在航空领域展示出了优良的利用远景 [1－2] 。 这类合金在退火态或固溶态下有优良的工艺塑性。 以上个性使得 Ti-55531 钛合金被宽泛用于制作起落架等大型承力构件。 现阶段，，， 大型承力构件多选取模锻成形，，， 以保障优良的状态精度和综合力学机能 [3] 。 由于钛合金存在变形抗力大、、 对应变速度敏感等个性，，， 进一步增长了铸造过程的难度 [4－5] 。

目前，，， 很多钻研者已经对 Ti-55531钛合金的变形、、 热处置工艺发展了有关钻研。 Wu C等 [6] 钻研了 Ti-55531 钛合金在两相区的动态相变行为，，， 发现随着应变的增长，，， 初生 α 相的体积分数出现降落趋向。Fan XG等 [７] 钻研了 Ti-55531 钛合金在单相区的动态再结晶行为，，， 发现随着应变速度的降低和温度的增长，，， 动态再结晶体积分数逐步上升，，， 动态再结晶机制为陆续动态再结晶和非陆续动态再结晶。

Wu C等 [8] 成立了 Ti-55531 钛合金在单相区的本构模型和动态再结晶模型，，， 并验证了动态再结晶模型的正确性。 Ｘｉａｎｇ Ｙ 等 [９] 钻研了 Ti-55531 钛合金在两相区的热变形行为，，， 推算了变形热、、 α 相演化、、动态再结晶和织构对软化分数的贡献。 Ｗｕ Ｄ 等 [10]钻研了 Ti-55531 钛合金双态组织拉伸断裂行为，，， 发现 α／ β晶界和 α／ β晶界剪切微孔洞是重要的孔洞源。 Wu C等 [11] 钻研了固溶＋时效对 Ti-55531 钛合金力学机能的影响，，， 定性描述了力学机能和微观组织之间的关系。 Ｈｕａｎｇ Ｃ Ｗ 等 [12] 钻研了双态组织和片状组织的拉伸变形机制，，， 发现双态组织变形受球状α 相的滑移和剪切的影响，，， 片状组织重要由滑移、、 剪切和粗化片层的 ｛101（－）1｝＜112（－）0＞ 孪晶节制。凭据上述分析能够发现，，， 目前的钻研多集中在法规索求和机理分析，，， 不足对现实出产过程的工艺优化。 在锻件现实出产过程中，，， 必要经过制坯、、 预锻、、 终锻等多个环节。 其中，，， 制坯在快锻机上进行，，，通过自由锻的方式扭转坯料状态，，， 便于后续的预锻和终锻，，， 预锻和终锻重要是在液压机上进行。 由于钛合金是对变形工艺参数极度敏感的资料，，， 在出产过程中产生的不均匀组织很难通过热处置解除，，， 因而，，， 有必要对铸造过程中的工艺参数进行优化。 思考到快锻机的速度为 20～30mm.s-1，，， 且钛合金两相区的铸造温度为相变点以下30 ℃，，， 故还需从变形量的角度对制坯工艺进一步优化。

本文通过在 16MN 快锻机上进行分歧变形量的镦粗尝试，，， 钻研了变形量对 Ti-55531 钛合金微观组织的影响，，， 并进一步对样品进行了 β退火＋时效热处置测定了分歧变形量下Ti-55531钛合金的力学 ，，，机能，，，为现实的制坯过程提供领导。

1、、资料和步骤

本钻研所用原资料为西部超导资料科技股份有限公司提供的锻态Ti-55531钛合金棒材，，，其名义成分为（％，，，质量分数）：：：(4.0~6.0)Al-(4.5~6.0)Mo-(4.5~6.0)V-(2.0~3.6)Cr-(0.3~2.0)Zr。

通过金相法测得相变点为（840±5）℃。将棒材加工成尺寸为320ｍｍ×150ｍｍ×120ｍｍ的长方体随后在16ＭＮ快锻机上进行镦粗 ，，，，，，铸造温度为810℃，，，变形量别离为5％、、10％、、20％、、30％、、50％和７0％，，，变形速度为20～30ｍｍ·ｓ^－1，，，模具预热温度为200℃。铸造实现后，，，沿铸造方向将样品均分，，，其中一块用于观察锻后微观组织，，，对另一块选取β退火＋时效的工艺进行热处置。

热处置制度为：：：860℃／55ｍｉｎ，，，炉冷至560℃／8ｈ，，，空冷。

热处置后切取金相试样和拉伸样品进行测试。金相试样经研磨、、抛光后，，，选取Ｋｒｏｌｌ侵蚀液（HF∶HNO₃∶H₂O＝96∶3∶1）进行侵蚀，，，侵蚀功夫为20ｓ。拉伸样品依照ＧＢ／Ｔ228.1—2021 [13]进行加工。

2、、了局和会商

2.1变形后的微观组织

图1显示了Ti-55531钛合金在分歧变形量下的锻后微观组织。 能够发现，，， 随着变形量的增长，，， α相的体积分数逐步降落，，， 这是由于变形过程中产生了α β动态相变 [6] 。 类似的景象在 TC18 钛合金 [14－15] 、、 Ti-6554 钛合金 [16] 中也曾出现。 动态相变会引起 α 相的体积分数、、 尺寸随着变形量的增长而逐步降落。 在这一过程中，，， 随着变形量的增长会出现显著的变形温升，，， 为动态相变提供驱动力。 另一方面，，， 位错密度的增长也给动态相变提供充足的存储能。 文件 [14] 指出，，， 位错密度的增长会提供一个相宜的渗入蹊径，，， 并且会提高 β相的渗入率，，， 从而进一步推进相转变；；； 同时在压应力的作用下，，， α相被显著拉长，，， 逐步变为短棒状或扁平状。

2. 2　热处置后的微观组织

图 2 显示了分歧变形量下热处置后 Ti-55531 钛合金的微观组织。 由于 β退火温度在单相区以上，，，并且时效功夫极度充分，，， 所以，，， 初生 α 相已经隐没，，， 同时，，， 热处置后的次生 α 相有足够的功夫析出和长大，，， 并且保留了原始 β晶界。

2. 3　力学机能

图 3 为分歧变形量下 Ti-55531 钛合金热处置后在 3 个方向的力学机能。 表 1 为企业出产尺度中要求的 Ti-55531 钛合金锻件在分歧方向的力学机能取值领域。

结合图 3 和表 1 能够看出，，， 热处置后，，， 分歧变形量下的 Ti-55531 钛合金均阐发出极度高的强度，，， 而在塑性方面，，， 变形量为5％、、 10％和20％下的Ti-55531 钛合金的断面收缩率未能达到尺度要求。表 2 为分歧变形量下 Ti-55531 钛合金的均匀力学机能。 

凭据表 2 能够发现，，， 随着变形量的增长，，，抗拉强度和屈服强度的均匀值出现逐步降落的趋向，，，而伸长率和断面收缩率的均匀值出现上升的趋向。为了进一步分析分歧方向上力学机能的差距，，， 对比了分歧方向上的均匀力学机能，，， 如图 4 所示。 从图4 能够发现，，， 在变形量较小时，，， 各个方向上的力学机能无显著差距。 当变形量为 ７0％时，，， 纵向的均匀抗拉强度为 1221. ７ ＭＰａ，，， 而高向的仅为 1182. ７ ＭＰａ；；；同时，，， 高向的均匀断面收缩率为 2９. ７％，，， 而纵向的仅为 18. 8％。 出现这一景象的原因或许与 β织构 [1７]的产生有关，，， 钛合金在变形过程中的动态再结晶体积分数很难达到齐全，，， 动态回复是重要的变形机制，，，这会在变形过程中形成＜100＞织构 [18] ，，， 从而引起力学机能的差距。 此外，，， 若是变形速度节制不当，，， 钛合金在大变形量下还容易出现流动部门化等失稳景象，，， 进一步影响力学机能。 因而，，， 对 Ti-55531 钛合金而言，，， 结合企业出产尺度且同时为了预防各向异性，，， 应将变形量领域节制在 30％～50％。

3、、总结

（1） 随着变形量的增长，，， Ti-55531 钛合金中初生 α 相的体积分数逐步降落，，， 且在压应力作用下逐步变为短棒状。

（2） 单相区 β退火后在微观组织中未观察到初生 α 相，，， 充足的时效功夫有利于次生 α 相的析出。

（3） Ti-55531 钛合金的均匀强度随着变形量的增长逐步降落，，， 而塑性逐步增长，，， 结合企业出产尺度且同时为了预防各向异性，，， 应将变形量领域节制在 30％～50％。

参考文件：：：

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