新型钛合金 TC8-1棒材显微组织及热处理工艺.pdf

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1、第３９卷第６期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅６２０１４年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１４新型钛合金TC8-1棒材显微组织及热处理工艺１２２３李亚非，王伟东，和永岗，王永梅（１．中航工业贵州航空发动机研究所，贵州贵阳５５００８１；２．西部超导科技发展有限公司，陕西西安７１００４９；３．宝钛集团宝钛研究院，陕西宝鸡７２１０００）摘要：针对适用于航空发动机压气机盘件而开发的ＴＣ８-１新型钛合金，分析锻制棒材的显微组织，测定β相变温度。合金适用双重退火热处理，根据组织中初生α相含量确定第一次退火温度，最

2、终确定最佳热处理工艺参数。结果表明，ＴＣ８-１钛合金（α＋β）／β相变温度约为１００５℃，ＴＣ８-１锻制棒材为典型的双态组织，满足锻压要求；ＴＣ８-１合金最佳双重退火热处理工艺为：９３０℃×２ｈ，空冷＋５８０℃×１ｈ，空冷。关键词：ＴＣ８-１钛合金；显微组织；热处理中图分类号：TG166．5文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）06-0084-04MicrostructureandheattreatmentprocessofanewtitaniumalloyTC8-1bar１２２３ＬｉＹａｆｅｉ，

3、ＷａｎｇＷｅｉｄｏｎｇ，ＨｅＹｏｎｇｇａｎｇ，ＷａｎｇＹｏｎｇｍｅｉ（１．ＧｕｉｚｈｏｕＡｅｒｏＥｎｇｉｎｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡＶＩＣ，ＧｕｉｙａｎｇＧｕｉｚｈｏｕ５５００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｅｓｔＳｕｐｅｒ-ＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｍｐａｎｙｌｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉ摧ａｎＳｈａａｎｘｉ７１００４９，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢａｏＴｉ，ＢａｏＴｉＧｒｏｕｐ，ＢａｏｊｉＳｈａａｎｘｉ７２１０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＡｎｅｗｔｙｐｅｏｆｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙＴＣ８

4、-１ｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒａｅｒｏ-ｅｎｇｉｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｄｉｓｃ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄβｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．ＲｅｄｕｐｌｉｃａｔｅｄａｎｎｅａｌｉｎｇｗａｓａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｄｆｏｒＴＣ８-１ａｌｌｏｙ，ａｎｄｔｈｅｆｉｒｓｔａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂｙａｍｏｕｎｔｏｆｐｒｉｍａｒｙαｐｈａｓｅ，ｆｉｎａｌｌｙ，ｏｐｔｉｍｕｍｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒ

5、ｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ（α＋β）／βｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｉｓ１００５℃，ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｏｒｇｅｄｂａｒｉｓｄｕｐｌｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｈａｔｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｆｏｒｇｉｎｇ．Ｔｈｅｂｅｓｔｄｏｕｂｌｅａｎｎｅａｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｓｈｅａｔｉｎｇａｔ９３０℃×２ｈ，ａｉｒ-ｃｏｏｌｉｎｇａｎｄｈｏｌｄｉｎｇａｔ５８０℃×１ｈ，ａｉｒ

6、-ｃｏｏｌｉｎｇ．Keywords：ＴＣ８-１ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ钛合金以其独特的比强度高，密度小，中温（３００航空发动机压气机盘的新型钛合金已成为当务［４］～５００℃）性能优越等优点而作为结构材料广泛适用之急。［１］于航空、宇航领域，其发展也日益受到世界各国的ＴＣ８-１钛合金是我国西部超导公司，宝钛集团专关注。尽管钛合金中温力学性能较其他材料优越，但门针对航空发动机压气机盘件而联合研制的一类热强是目前国内已成熟且实际使用的诸多牌号钛合金仍难型长寿命

7、钛合金。属于ＴＣ８系列钛合金（另两种分别以避免当温度接近或达到其服役极限（普通钛合金略为ＴＣ８和ＴＣ８Ｍ-１）之一。钛合金棒材需经改锻、终［２］低于５００℃，高温钛合金可达５００～５５０℃）后，其锻、热处理而制成压气机盘件，而棒材组织、化学成分、［３］高温疲劳、高温持久性能急剧降低的缺点β相变温度都极大地影响最终盘件的组织与性能。因随着新型高推重比航空发动机的陆续研制，提高此，为锻制出合格的盘件，有必要对ＴＣ８-１棒材的组各级压气机的压比已成为新型发动机的共同目标，压织、化学成分、β相变温度充分了解。并在分析棒材

8、的比的提高必导致压气机盘承受的高温静载荷、疲劳载基础上进行钛合金热处理工艺试验，以期获得该型合荷、蠕变载荷的增加。从安全性和经济性角度出发，目金最优性能所对应的热处理参数。前成熟的ＴＣ４、ＴＣ６、ＴＣ１１等诸多钛合金已不堪作为新１试验材料与方法型航空发动机压气机盘材料使用，开发适合作为新型ＴＣ８-１棒材由西部超导公司提供，为满足压气机收稿日期：２０１３-１０-１７盘锻造需