TC11钛合金属于高Al当量马氏体型α+β 钛合金，，，该合金拥有优异的高温强度，，，热不变性及抗蠕变机能，，，被宽泛利用于航空航天领域。TC11钛合金作为重要的航空和宇航资料，，，重要用于制作服役温度在500℃以下的航空发起机压气机盘、、叶片、、鼓筒等零件及飞机结构件等。随着航空航天技术的飞速发展，，，对这些关键部件用钛合金的机能要求越来越高，，，要求其拥有越发优异的综合机能。而钛合金的综合机能与其最终的组织状态、、相的比例、、晶粒的巨细及散布情况亲昵有关。

目前，，，铸造是钛材热加工中最常用且最有效的加工步骤。不仅能够直接铸造成工件的状态，，，还能够优化其微观组织，，，改善其力学机能。但是，，，铸造存在遗传性，，，会造成制品棒材、、饼材、、环锻件等组织不均匀问题，，，尤其是大型的饼、、环锻件。为此，，，我们选取多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，，该变形方式能够使原始坯猜中的铸态晶粒得到充分破碎和再结晶，，，从而解除了制品中出现的金相缺点。同时，，，钻研热处置工艺对大规格环材组织、、力学机能的影响，，，从而确定最优化的热加工工艺。

1、、尝试资料及步骤

本文尝试所用资料为TC11钛合金铸锭，，，选取3 次VAR 熔炼，，，锭型φ 700mm，，，其重要化学成分：：：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。在环材高度方向上截取试样环进行热处置尝试，，，热处置在箱式电阻炉中进行，，，其规划见表1。

为钻研环材组织和力学机能的均匀性，，，将大规格环材按优化出的热处置工艺制度进行整体热处置后，，，沿厚度方向分为理论层、、1/2 层和内表层，，，沿高度方向分为上理论、、H/4、、H/2、、3H/4 和下理论（H 为环材高度），，，共15 个地位，，，进行室温拉伸机能检测，，，查核其力学机能的均匀性，，，观察分歧方向的显微组织，，，查核其组织的均匀性。

2、、尝试了局与分析

固溶温度对TC11钛合金环材机能的影响

1）固溶温度对TC11钛合金环材组织的影响。

图1 为TC11钛合金环材经过950℃～ 990℃固溶处置+530℃时效处置6 小时后的显微组织。在分歧固溶温度+ 时效处置后，，，TC11 环材显微组织是由等轴初生α 相和β 转变组织组成，，，β 转变组织上散布着藐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 相含量逐步削减，，，由950℃时的50% 逐步递减至990℃时的10%，，，且初生α 相晶粒尺寸逐步增大。同时，，，随着固溶温度的升高，，，针状次生α 相含量逐步增长且变得越发藐小弥散。同时，，，陪伴着部门初生α 相的逐步溶化，，，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 相的含量逐步增多且藐小而弥散。

2）固溶温度对TC11钛合金环材力学机能的影响。

TC11钛合金环材经过分歧固溶温度处置后的力学机能如图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℃达到峰值，，，塑性先降低后升高，，，970℃时为低谷，，，相比强度的变动，，，塑性变动趋向较缓。在室温下，，，起重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 相周围产生的应力场故障了位错活动，，，同时α 和β 相的界面产生 弥散强化，，，使强度大幅提高；随着固溶温度950℃升高到970℃，，，其塑性变动不显著，，，断面收缩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，，，对位错的故障作用减弱，，，从而使强度降落，，，塑性变动略有提高，，，由此可知，，，在970℃固溶时，，，TC11钛合金的强韧性匹配最优。

冷却速度对TC11钛合金环材机能的影响TC11钛合金经970℃固溶处置后，，，分歧冷却速度的力学机能见表2。由表2 能够知，，，固溶后选取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℃固溶处置后水冷的SEM 组织，，，由图3 可知，，，水冷时，，，高温固溶处置时大量的亚不变β 相被固定下来，，，在随后的低温时效过程中，，，较多的次生α 相从亚不变β 相分化出来，，，并交叉分列在β 转变基体上。由于冷却速度快，，，过冷度大，，，再结晶晶粒来不及长大，，，同时引起了晶格畸变，，，促使在时效过程中，，，大量藐小、、无方向性的针状α 相从亚不变β 转变相中析出。这些大量的藐小次生α 相，，，交错分列，，，相界面故障了滑移的进行，，，从而使合金变形难题，，，因而，，，片状β转变组织越多，，，强度越高，，，塑性越差。

TC11钛合金环材机能均匀性钻研为提高合金的使用不变性、、机能的不变性，，，在现实出产利用中，，，TC11钛合金大型饼材、、环锻件均是在热处置状态下服役。钻研热处置工艺对TC11钛合金组织和机能的影响，，，得出最优的热处置制度为970℃/保温2hAC+530℃ /6hAC。将文中大规格环材φ 830mm/φ 520mm×220mm 依照此热处置制度整体热处置后，，，钻研其组织和机能的均匀性。图4 为TC11 环材沿壁厚和高度方向分歧地位的显微组织，，，由图4 可知，，，选取多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，，环材在高度方向以及厚度方向的组织均为双态组织，，，且组织均匀散布，，，等轴初生α 相晶粒尺寸巨细均匀散布。对比图4 和图1 中(c)，，，均为970℃ / 保温2hAC+530℃ /6hAC 处置后的组织，，，发现图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钛合金环材分歧地位的力学机能，，，由图5 可知，，，该环材在径向和厚度方向的力学机能均匀性优良，，，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%，，，断面收缩率Z 的极差值为12%。对比图5和表2，，，一样固溶时效处置后，，，试样热处置比环材整体热处置机能逾越约80MPa，，，塑性变动不大。在现实出产过程中，，，能够通过加快环材在空气中冷却速度而提高其强度。

三、、结论

1、、TC11钛合金随着固溶温度的升高，，，初生α相含量逐步削减，，，且初生α 相晶粒尺寸逐步增大，，，次生α 相含量逐步增多。室温强度随着固溶温度的升高先升高后降低，，，同时塑性变动幅度不大。

2、、随着冷却速度的加快，，，TC11钛合金强度增大，，，塑性骤降。

3、、 选取多火次镦拔换向铸造的TC11 大规格环材的组织和力学机能均匀性优良。在970℃ /2hAC+530℃ /6hAC 固溶时效后，，，环材拥有不变的强塑性。