Ti31（Ti-Al-Mo-Zr-Ni）合金是西北有色金属钻研院设计开发的一种中强近α型钛合金，与一致强度 的钛合金相比，拥有显著高的塑韧性、、中温热强性、、高温悠久性以及优良的耐蚀性与可焊性[1，2]。。。然而 Ni元素在钛合金中属于快共析元素，在冷却过程中会析出Ti2Ni硬脆相，显著降低资料的力学机能，尤其 是资料的冲击机能[3，4]。。。针对大规格

Ti31锻件，由于其心部冷速较低，往往会在晶界上析出大量陆续的Ti2Ni相，使得资料的冲击机能明 显降落。。。本文通过选取水冷+低温去应力的退火方式，选取分歧的固溶温度、、去应力退火温度、、去应力退 火功夫，钻研分析了水冷+低温去应力退火对Ti31合金冲击机能的影响，并进一步对于φ400×mm235mm锻 件进行了尝试验证。。。

1、、试验资料与步骤

尝试用资料为西部钛业有限责任公司出产的Ti31锻件，该合金经VAR三次熔炼，并通过多火次墩拔 成型，其实测成分为Ti-2.90Al-1.06Mo-0.54Ni-1.68Zr，相变点为935℃~940℃。。。选择对该批次锻件进行 分歧制度的热处置，热处置参数详见表1。。。随后对其别离进行室温冲击测试以及SEM分析，其中室温冲击 依照HB5144-1996《金属室温冲击试验步骤》进行，其中每种热处置制度取三组试样测试，选取V型缺口 ；；SEM分析选取JSM-6460型号钨灯丝扫描电镜。。。

2、、试验了局及会商

2.1温度对Ti31合金冲击机能的影响

图1给出了分歧的固溶温度以及去应力退火温度对Ti31合金冲击吸收功的影响。。。从图1能够看出， 在该种热处置路线下，固溶温度对于合金的冲击机能险些没有影响，而去应力退火对冲击吸收功的影响很大 。。。当去应力退火温度由450℃升至600℃时，合金的冲击吸收功降低了约有20J。。。这是由于当退火温度超过 550℃后，Ti31合金内部的晶界析出物起头显著增长，尺寸也逐步增长，最终成为陆续状态[4]。。。

这种在晶界处形成的Ti2Ni硬脆相会显著降低冲击失效过程中的裂纹萌生能，并进而侵害到冲击机能 。。。

2.2去应力退火功夫对Ti31合金冲击机能的影响

图2给出了分歧的去应力退火功夫对Ti31合金冲击吸收功的影响。。。从图2能够看出，去应力退火时 间对于Ti31合金的冲击机能影响较小。。。注明在450℃长功夫保温，Ti2Ni并不会产生荟萃长大景象。。。这是由于Ti2Ni相的形成属于共析反映，必要元素的扩散。。。而在低温前提 下，元素扩散的驱动力受到克制，Ti2Ni相难以进一步长大。。。

2.3对大规格Ti31锻件的尝试验证

对规格为φ400mm235mm的Ti31锻件选取890℃1h/WQ+450℃4h/AC热处置，其边部与心部的 冲击吸收功如表2所示，表2也给出了一样规格锻件经通常退火后的冲击吸收功。。。从表2能够看出，经 过水冷+低温去应力退火后的合金冲击机能远远高于通常退火态，并且心部冲击机能略低于边部。。。

图3给出了Ti31合金经水冷+低温去应力退火之后边部、、心部以及通常退火态的SEM照片。。。从图 3能够看出，经水冷+低温去应力退火后，边部组织晶粒要远远小于通常退火态，而心部组织要略微大于通常退火态。。。从冲击吸收功的对比来看，注明此时晶粒巨细并不是影响冲 击机能的决定成分。。。

图4给出了退火态组织的EDS分析，其晶界Ni含量别离为：：2.56wt%、、5.05wt、、8.42wt%。。。从EDS 分析了局来看，大锻件通常退火态组织晶界处Ni含量最高，远远高于宏观成分0.54wt%，对应着最低的冲击吸收功，注明晶界处高的富Ni区是导致冲击吸收功降低的重要 成分。。。

3、、结论

（1）水冷+低温处置时，固溶温度对Ti31合金冲击机能影响不显著；；而随着去应力退火温度的升 高，合金的冲击吸收功显著降低。。。

（2）水冷+低温去应力退火的热处置方式有利于改善大规格Ti31合金的冲击机能。。。

参考文件：：

[1]陈胜川，刘彦昌，陈睿博，等．挤压 温度对Ti31合金管坯组织和力学机能的影响[J]．热加工工艺，2018，47（07）：：145-147．

[2]赵永庆，；；，李佐臣，等．西北有 色院创新研制的船用钛合金[J]．钛工业进展，2003（6）：：12-16．

[3]李标峰，余巍，刘茵琪．Ti2Ni相对 Ti-31合金焊缝金属机能的影响[J]．金属学报，2002（z1）：：308-310．

[4]李标峰，余巍，刘茵琪．Ti_2Ni相对 Ti31合金焊缝金属冲击韧性的影响[J]．舰船科学技术，2002（04）：：61-64．