TC11钛合金是一种综合机能优良的α+β型热强钛合金，，其名义成分为Ti-6.5Al-33.5Mo-1.5Zr-0.3Si！！！。 该合 金在500℃以下拥有优异的热强机能，，并且拥有较高的室温强度，，重要利用于航空发起机的压气机盘、、、叶片 、、、鼓筒等零件，，也可用于制作飞机结构件！！！。TC11钛合金大规格棒材铸造时，，坯料单重大，，拥有变形抗力大、、、 锻透性差等特点，，存在组织均匀性差，，超声波探伤合格率低等问题！！！。通过选取多种变形方式交替的铸造工艺 ，，改善了TC11大规格棒材组织均匀性，，提高了超声波探伤合格率！！！。

1、、、尝试

1.1尝试资料

选取三次真空自耗电弧炉熔炼的TC11钛合金φ720mm铸锭，，其化学成分切合尺度GB/T3620.1-2007要求！！！。 金相 法测得该合金的β转变温度（相变点，，T_β转）为1000~1005℃！！！。

1.2尝试工艺及过程分析

铸造设备为25MN快锻机！！！。工艺流程为：：铸锭-->β区开坯铸造-->β区墩拔-->α+β区墩拔-- > 区成型-->取样-->试样热处置-->机加-->超声波探伤！！！。

通例铸造工艺（原工艺）在墩拔时的变形方式为方截面墩粗、、、拔长（图1）！！！。

凭据最小周边法令，，坯料在镦粗时，，其断面状态将趋于圆形；凭据最小阻力定律，，坯料的每一个质点都 沿其 最小阻力即最短法线方向移动！！！。由图1能够看出，，原丁艺坯料各个区域的变形量不尽一样，，而变形量的差距 又会导致组织差距！！！。

矩形截面坯料在平砧间拔长时的每一次压缩，，其内部的变形情况与镦粗很类似，，同样存在变形不均匀的 景象 ！！！。

原通例铸造工艺出产φ200mm棒材的显微组织见图2、、、能够看出，，组织均匀性较差，，拥有肯定的方向性！！！。

为了预防通例铸造变形时的不均匀景象，，在镦粗时采取了圆形坯料镦粗的方式(图3)！！！。在拔长时选取圆 形、、、 矩形、、、棱形、、、六边形、、、方形、、、圆形交替的变形方式(图4)！！！。其改进后的工艺称为新工艺！！！。原工艺与新工艺镦 拔方式及火次见表1！！！。

选取圆形坯料镦粗时，，最小阻力方向即是的半径方向！！！。可能有效预防矩形截面变形不均匀的问题！！！。拔长 时通 过截面状态的交替变动从而实现坯料各个部位的均匀变形，，削减变形死，，改善组织均匀性！！！。

通过上述新工艺路线制备制品尺寸为+φ200mm的棒材6批次！！！。每批任取两支棒材切取厚度为20mm的试样 ，，试 样热处置制度为：：950℃保温60min／AC+530℃保温360min／AC选取箱式电阻炉(炉温控温精度±5℃)对试样 进仃热处置，，在热处置过的试样上检测室温拉伸、、、高温拉伸、、、悠久机能及微组织！！！。棒材依照GB／T5l93.2007 尺度进行100％超声探伤！！！。

2、、、了局与分析

2.1棒材低倍

原通例铸造工艺出产φ200mm的棒材的低倍组织按GJB2744A-2007图1评级为3～5级，，新工艺低倍组织评 级见 表2！！！。

2.2棒材高倍组织

新工艺铸造的TC11钛合金棒材的显微组织 为两相区加工组织，，无齐全原始B品界，，组织藐小、、、均匀，，在 β转变基体上散布着等轴α+片状α，，如图5所示！！！。

2.3棒材力学机能

原工艺棒材室温及高温力学机能见表3！！！。试样取自棒材长度方向靠近外侧面！！！。

新工艺铸造的TC11钛合金棒室温拉伸机能见图6！！！。试样取自棒材长度方向靠近外侧面随机取12个！！！。

由图6可见，，室温抗拉强度1080~1110MPa，，屈服强度965~980MPa，，均比原工艺高；伸长率和收缩率略高 于原 工艺！！！。

由图7可见，，高温抗拉强度755~790MPa，，屈服强度595~605MPa，，均比原工艺高，，机能差距性小，，从而说 明组 织均匀性好！！！。

总之！！！。新工艺铸造的TC11钛合金棒切合GJB2218A-2008力学机能要求！！！。

2.4棒材的超声探伤

TC11钛合金锻棒的探伤无缺点！！！。新工艺棒材杂波水平φ1.2mm-(6~8)dB，，满足GB/T5193-2007尺度A1级要 求！！！。

3、、、结论

(1)新工艺路线的变形方式可有效解除矩形截面变形时的不均匀景象，，组织均匀性较好，，满足超声

探伤要求！！！。

(2)选取新工艺铸造的φ200mmTC11钛合金棒材各项力学机能指标均优于原工艺！！！。

参考文件：：

[1]张喜燕，，赵永庆，，白晨曦.钛合金及应 用[M].北京：：化学工业出版社.2005.

[2]钛及钛合金商标和化学成分.GB／ T3620.1—2007[S].

[3]王占学.塑性加工金属学[M].北京：：冶 金工业出版社，，1991.

[4]姚泽坤.铸造工艺学.西安：：西北工业 大学出版社，，1998.

[5]钛及钛合金加工产品超声波探伤步骤 ：：GB/T5193-2007[S].