引言

Ti80合金是我国自行研制的875MPa级耐蚀可焊结构钛合金，相当于国外的Ti-6Al-12Nb-lTa-0.8Mo合金[1]，其名义成分为Ti-6Al-3Nb-2Zr-lMo,是一种铝含量较高（5.5%?6.5%，质量分数）并含有β不变元素Nb、Mo和中性元素Zr的近α型钛合金[2]！！。该合金拥有高的比强度、优良的塑性、良好的耐蚀性及优良的焊接性等利益，被宽泛利用于潜艇、舰船[3]！！。而当潜艇、舰船等在海水中服役时，会受到波浪及海上漂浮物的冲刷和撞击，必要接受大的冲击载荷作用[4]！！。因而，为了保障Ti80合金资料的使用安全性，其强度、塑性和冲击軔性需达到优良匹配！！。目前国内学者已对Ti80合金进行了一些有关钻研，但重要集中在对Ti80合金棒材铸造工艺、管材以及板材热处置工艺上[1-2]，而关于退火温度对Ti80合金棒材组织和机能影响的钻研相对较少！！。

本钻研则通过对比分析分歧退火温度对Ti80合金棒材组织以及机能的影响，以期探索其中的影响法规，找到使Ti80合金棒材获得最佳强度、塑性和冲击軔性匹配的退火温度，为Ti80合金棒材的批量化出产以及在海洋工程中的推广利用提供肯定的技术参考！！。

1、尝试

尝试原料为经真空自耗电弧炉3次熔炼而成的φ600mmTi80合金铸锭，化学成分见表1！！。升温金相法测得α+β/β相变温度为1005℃！！。首先将Ti80合金铸锭在1150℃保温4.5?5.5h后，选取16MN急剧液压铸造机进行变形量为88%左右的四镦四拔开坯铸造，而后用箱式电阻炉加热至相变点以下30?50℃进行多火次镦拔铸造，最终锻至φ165mm棒坯！！。在棒坯上切取φ165mm×20mm的圆片5件，其中1件用于热加工态取样，其余4件别离在箱式电阻炉（控温精度为±1中进行热处置试验！！。热处置工艺别离为650、700、750、800T保温1h后空冷！！。

在经4种分歧退火工艺处置后的圆片和热加工态圆片上别离取弦向力学机能试样和冲击试样，利用钼丝线切割在圆片1/2半径处切取φ15mm的横向金相试样！！。而后依照GB/T228.1—2010《金属资料拉伸试验第1部门：：室温试验步骤》，选取INSTR0N4505全能试验机测试拉伸机能；；；依照GB/T5168—2008《α-β钛合金凹凸倍组织检验步骤》，选取LeicaMM-6金相显微镜进行显微组织观察；；；依照GB/T229—2007《金属资料夏比摆锤冲击试验步骤》，选取JB-S300A摆锤式冲击试验机测定试样冲击机能！！。

2、了局与分析

2.1退火温度对显微组织的影响

图1为Ti80合金棒材热加工态及分歧温度退火后的金相照片！！。由图la可知，热加工态Ti80合金棒材组织为两相区铸造组织，为均勻的等轴组织！！。而经650T热处置后，其显微组织（图1b)与热加工态(图1a)相比力根基没有变动！！。随着退火温度的逐步升高，初生《相数量有所削减，次生《条显著出现析出长大景象（图1d、1e)，出格是从图1d中能够显著看出次生α条大量析出！！。图1e中，次生α相数量较图Id有所增长，球状α相越发粗壮！！。从图lb?le能够发现，随着退火温度的升高，组织中次生α相增长！！。

2.2退火温度对室温拉伸机能的影响

表2为Ti80合金棒材经分歧温度热处置后的室温拉伸机能！！。从表2能够看出，热处置温度对Ti80合金棒材强度的影响并不显著，热加工态抗拉强度均匀值为910MPa,8001热处置后的抗拉强度均匀值为893MPa,抗拉强度均匀值相差仅为17MPa,屈服强度均匀值相差也仅为9MPa！！。此外，经650?8001热处置后，Ti80合金棒材的强度数据颠簸较小，机能较为不变！！。

从表2还能够看出，热处置温度对Ti80合金棒材延长率和断面收缩率的影响较大！！。当热处置温度为6501时，棒材的延长率与热加工态相比力相差较小，且均不满足和谈指标要求，这是由于机能与组织有亲昵关系，组织决定机能，而两者的组织较为靠近（图1a、1b)！！。当退火温度为7001时，延长率测试值别离为13.5%、14.0%，满足和谈指标要求；；；当退火温度为750?800T时，热处置后棒材延长率根基不变在15%左右，断面收缩率不变在54%左右，比650T热处置棒材的延长率逾越24.5%、断面收缩率逾越10.5%！！。

对图1b?1e中的显微组织变动分析可知，随着热处置温度的不休升高，Ti80合金棒材显微组织中α相描摹不休变动，初生α相和次生α相均逐步球化，组织越发均勻，残存应力得到进一步开释，棒材强度有所降落，塑性提高！！。这与表2中700?8001之间Ti80合金棒材室温拉伸机能变动趋向是一致的！！。

2.3退火温度对冲击韧性的影响

表3为Ti80合金棒材经分歧温度热处置后冲击軔性的测试值及均匀值！！。从表中能够看出，经过800T热处置后Ti80合金棒材的冲击軔性较650T热处置后逾越18%左右，较7001热处置后逾越15.7%左右，较750T热处置后逾越9%左右！！。此外，还能够发现，随着热处置温度的升高，冲击軔性均匀值出现显著上升趋向！！。

结合图1d、le，随着退火温度的升高，初生α相数量有所削减，出现球化长大趋向，次生《相呈条状析出！！。当显微组织中α相含量较少时，棒材的冲击軔性较高，这与冲击微裂纹的形核地位重要集中于初生α相界和α与P相界有关[3]！！。此外，较粗壮的等轴α组织对裂纹扩大有显著的故障作用[5]，次生《相含量越高、越粗壮，相应的冲击軔性越高[6]！！。

3、结论

(1)随着退火温度的升高，Ti80合金棒材组织中次生α相数量增长，且退火温度对其强度的影响要小于对延长率、断面收缩率及冲击軔性的影响！！。

(2)当退火温度节制在700?800T之间时，Ti80合金棒材的强度、塑性及冲击机能能够达到较好的匹配，其抗拉强度约为900MPa,屈服强度约为835MPa,延长率约为14%，冲击軔性约为64J/cm2，棒材的各项机能指标均满足和谈指标要求！！。

参考文件

[1]蒋鹏，孟宪亮，刘茵琪，等.Ti80合金铸造工艺对显微组织和机能的影响[J].罕见金属资料与工程，2005,34(增刊3):286-288.

[2]王巧莉，代春，成小丽.退火温度对Ti80合金挤压管材组织与机能的影响[J].中国有色金属学报，2010,20(专辑1):631-633.

[3]罗锦华，朱燕丽，孙小平，等.热加工及热处置工艺对Ti80合金棒材组织和机能的影响[J].钛工业进展，2016,33(2)：：20-24.

[4]朱铭泳，张日恒.船用钛合金微弧氧化一电泳技术钻研[J].钛工业进展，2015,32(3):30-34.

[5]沈立华，朱宝辉，马超，等.热处置工艺对TA5钛合金棒材显微组织及机能的影响[J].钛工业进展，2014,31(2)：：20-23.

[6]于卫敏，吴跃江，潘跃进.铸造温度对BT25钛合金组织和机能的影响[J].热处置，2009,24(4):36-40.