TB6钛合金是一种近β钛合金，，，国外商标为Ti-10V-2Fe-3Ai，，，该资料拥有较高比强度、、优良的断裂韧性、、较高的淬透性、、优良的切削性和抗侵蚀性等特点。宽泛利用于航空航天领域，，，例如飞机涡轮盘、、飞机起落架和直升机旋翼系统，，，国内航空领域TB6钛合金重要利用于直升机领域锻件⑴。TB6钛合金锻件常用固溶时效热处置工艺，，，固溶温度、、淬火冷速和时效温度是影响锻件机能的重要参数,陈威⑵等人钻研了单级时效和双级时效工艺的影响;王文婷⑶等人钻研了低温时效的影响;刘彬⑷等人钻研了TB6钛合金多重固溶时效热处置工艺对锻件的影响。

本文通过选取φ130 mm规格TB6钛合金棒材改锻为自由锻件,钻研固溶和时效热处置的温度对自由锻件组织和机能的影响,最终获得利用于锻件出产交付的最优热处置工艺，，，同时把握热处置工艺和组织机能的对应关系,便于锻件组织机能不合格问题处置。

1、、试验资料及步骤

1.1 试验用料

试验用料为φ130 mm规格棒材经铸造后的自由锻件，，，自由锻件尺寸为200 mm X 100 mm X60 mm，，，对应铸造方向为LxLTxST。资料化学成分如表1所示。检测资料相变点为806℃。

1.2 试验步骤

凭据锻件规范要求锻件选取两相区热处置,固溶拔取T_β-(30 ~60℃)，，，水淬。时效拔取510~540℃,空冷。锻件规范中要求的热处置功夫变动对锻件机能影响较小，，，因而本试验未拔取分歧功夫对比的工艺试验。本试验中拔取分歧固溶和时效温度试验规划如表2所示，，，固溶温度拔取770°C、、760℃、、750℃,时效温度拔取 540℃、、530C、、520°C。

按GJB 2744A—2007尺度检测锻件，，，检测项目和取样规划见图1,力学机能试样取自截面中心。室温拉伸选用φ5 mm X 50 mm试样,试验步骤依照GB/T 228. 1—2010要求;断裂韧性试样选取B =25 mm,试验步骤依照GB/T 4161—2007要求;显微组织和低倍试验步骤依照GB/T 5168—2008要求。

2、、了局与分析

2.1 固溶和时效温度对力学机能的影响

图2为TB6钛合金自由锻件经过分歧固溶和时效温度热处置后的力学机能。在一样的时效温度下,随着固溶温度从770℃降落到750℃,能够看出，，，图2(a)中抗拉强度呈降落趋向，，，重要趋向为固溶温度每降10℃,抗拉强度降落约10 MPa；；；图2(b)和图2(c)中断后伸长率和断裂韧性呈上升趋向，，，固溶760℃较770℃断后伸长率显著上升约2%，，，断裂韧性显著上升5  MPa ?m^1/2 ；；；固溶750C较760C断后伸长率和断裂韧性略有上升，，，别离上升约1%和2 MPa ?m^1/2。

在一样的固溶温度下，，，随着时效温度从520℃升高到540℃ ,能够看出，，，图2(a)抗拉强度呈降落趋向，，，时效温度每升高10℃,抗拉强度降落约40 ~50 MPa；；；图2(b)中断后伸长率略有升高趋向；；；图2(c)中时效520℃升高至530℃时断裂韧性略有升高，，，约3 ~5 MPa ? m^1/2左右,但其时效温度由530C升高至540C时断裂韧性显著升高约 5 ~10 MPa ?m ^1/2 。

2.2 固溶和时效温度对凹凸倍组织的影响

在一样固溶温度情况下，，，分歧时效温度的锻件低倍无分歧之处。在一样时效温度下,分歧固溶温度的钛锻件低倍有分歧之处。图3为别离在770°C、、760°C、、750°C固溶后520°C时效的低倍组织，，，能够看出固溶温度越高晶粒越粗越清澈，，，遵循温度升高晶粒长大的普遍法规。自由锻件中央变形量大，，，形成拉长晶粒，，，低倍评级均满足GJB2744A—2007中4级要求。

高倍组织如图4和图5所示,均为两相区组织，，，由时效β基体和球状或条状初生α相组成,均满足GJB 2744A—2007中2类组织，，，初生α相含量均满足不低于10%。原始β晶粒天堑未出现陆续的、、平直的α相网格，，，未出现粗壮的晶界α相组织。在固溶温度760℃时，，，分歧时效温度520°C、、530°C、、540°C情况下，，，高倍组织如图4所示,随着时效温度的降低，，，初生α相含量略有降低。在时效温度530C时,分歧固溶温度770℃、、760°C、、750°C情况下，，，高倍组织如图5所示，，，固溶温度每降低10℃，，，初生α相含量增长约5% ~10%。

3、、结论

(1)固溶温度每降低10℃时,抗拉强度降落约10 MPa,断后伸长率升高约1% ~2%，，，断裂韧性升高约2~5 MPa,高倍组织中初生s相含量增长约5% -10%,低倍组织中晶粒略有变细。

(2) 时效温度每升高10℃时,抗拉强度降落约40 -50 MPa,断后伸长率略有升高；；；时效温度520℃升到530 ℃时断裂韧性升高约3~5MPa. m^1/2,时效温度530℃升到540℃时,断裂韧性升高约5 ~10MPa. m^1/2,时效温度对凹凸倍组织影响较小。

(3) 固溶选用750 ~760°C水冷，，，时效选用520℃~530℃空冷,室温拉伸和断裂韧性拥有较好的匹配性,低倍晶粒较细，，，高倍组织中初生α相较多。

参考文件

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