熱處理對Ti6242S合金組織和性能的影響

時間：2013-12-07 20:06:35 來源：作者：

鈦及鈦合金具有優(yōu)異的性能，如比強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的綜合工藝性能等，在現(xiàn)代工業(yè)及科學技術領域內日益成為引人矚目的材料。Ti6242鈦合金是美國于60年代為了滿足改善鈦合金高溫性能的需要，特別是為了滿足噴氣式發(fā)動機使用要求而研制的。Ti6242S合金是一種近α鈦合金。該合金直到540℃還具有較高的強度，超過了TA11合金。其比強度比TA14合金優(yōu)越，而蠕變性能比TA11還好，與TA14合金相當。該合金主要用于制造航空發(fā)動機的壓氣機盤和飛機蒙皮等，最高使用溫度為500℃。

　　在鈦合金的應用過程中，人們對其性能的要求越來越高，這就要求除了改進熔煉工藝外，還要對其熱處理工藝進行優(yōu)化。研究人員研究了熱處理對Ti6242S合金組織與力學性能的影響，分析了隨著固溶溫度、時效溫度及冷卻速度的變化，Ti6242S合金顯微組織和力學性能的變化關系，為優(yōu)化Ti6242S合金熱處理工藝提供依據(jù)。

　　原材料采用了3次真空自耗電弧熔煉（VAR），鑄錠直徑為Φ120mm，對鑄錠扒皮、切冒口、去底墊，將原材料在1150℃開坯鍛造，在960℃兩相區(qū)終鍛制成Φ47mm棒材，其化學成分（質量分數(shù)，%）為：6.13Al、2.14Sn、3.93Zr、2.18Mo、0.06Si、0.007N、0.08O、0.003H，其余為Ti.采用金相法測得材料（α+β）/β的相變點Tβ為（995±5）℃。用線切割切取力學性能測試樣，拉伸試樣的有效尺寸為Φ12mm×65mm，試驗采用的熱處理制度：（945℃～985℃）×1h，AC/FC/WQ+575℃×8h，AC.力學性能測試在Instron 1185電子萬能試驗機上進行，軸向拉伸應變速率控制在1mm/min.顯微組織在OLYMPUS PMG3研究型倒置式金相顯微鏡上觀察。試驗結果如下：

　　（1）Ti6242S合金在α+β兩相區(qū)固溶處理得到雙態(tài)組織，隨著固溶溫度的升高，初生α相含量減少，強度增加，塑性降低。隨著時效溫度的升高，析出的次生α相的數(shù)量增多，強度先增加后下降低，塑性變化不明顯。隨著冷卻速度的提高，合金強度顯著升高，塑性降低。

　　（2）由試驗得到Ti6242S合金的最佳熱處理制度為965℃×1h，AC+595℃×8h，AC，可達到抗拉強度1060MPa，屈服強度960MPa，伸長率14.5%，斷面收縮率33.5%.

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