TC18钛合金准β锻锻件热处理工艺试验研究.pdf

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1、No．6《大型铸锻件》December2010HEAVYCASTINGANDFORGINGTC18钛合金准13锻锻件热处理工艺试验研究郑永灵。张华沙爱学王世宏王庆如(1．中航工业贵州安大航空锻造有限公司，贵州561005；2．中航工业北京航空材料研究院，北京100095；3．北京航空航天大学，北京100191)摘要：由TC18钛合金准p锻锻件热处理工艺试验研究可知，时效温度对TC18钛合金力学性能的影响更大，通过调整时效温度可得到所需的强度、塑性和断裂韧度匹配。关键词：TC18；钛合金；热处理；组织性能中图分类号：TG319文献标识码：AHeatTreatmentTechn

2、ologyExperimentalResearchf0rTC18TitaniumAlloyForgingsForgedbypZhenYongling，ZhangHua，ShaAixue，WangShihong，WangQingruAbstract：AccordingtotheheattreatmenttechnologyexperimentalresearchforTC18titaniumalloyforgingsforgedbyB，timeeffecttemperaturecaninfluencethemechanicalprope~yofTC18titaniumallo

3、ygreatly．Thetimeeffecttemperatureshouldbeadjustedtoobtaintherequiredstrengthandplasticitymatchingwithfracturetoughness．Keywords：TC18；titaniumalloy；heattreatment；structureprope~yTC18钛合金是一种高合金化结构件用钛合为掌握TC18钛合金变形及热处理共同影响金钢。其名义成分为Ti-5A1-5Mo一5V一1Cr一1Fe。该下的显微组织的形成与变化，有必要研究该合金合金具有高强度、高韧性、高塑性、淬透性好

4、和可在经p区开始变形而结束于仪+B相区的组织性焊接等优点，在大型承力件上得到广泛应用。能与热处理制度的关系。经B区开始变形而结本试验研究的目的在于掌握热处理制度对束于+$相区的组织性能的特点是具有高韧TC18钛合金准B锻锻件组织性能的影响规律，以性。即这种工艺形成了具有高的断裂韧度K及利于TC18钛合金准13锻锻件的热处理制度在实抗疲劳裂纹扩展能力的组织类型。际生产过程中的应用，确保锻件组织性能满足技1试验用料与方法术条件的要求。TC18属过渡型(B稳定化系数为1．2)的0【+1．1试验用料B钛合金，为达到其高强度、高韧性的目的，其主试验用料为经准B锻造的锻件。要的热处理方

5、式是时效，它是通过B固溶体的分1．2试验方法由于TC18钛合金标准热处理制度为：解而获得的。高强度取决于两个因素，即可时效820～850~C保温(1h一3h)，炉冷至750~(2保的B相的数量及时效中析出的强化相的数量。温(1h～3h)，空冷+500～650~C保温(2h～6这两个因素又取决于合金化程度及热处理状态。h)，空冷。而高韧性虽主要取决于锻造工艺，但热处理工艺因此，我们进行了不同固溶温度及不同时效也对其有很大的影响。由于TC18合金的成分稍温度试验：高于临界浓度，因此，它具有高的淬透性，能防止(a)选取820℃及850~C固溶，经610~C时效在热变形及热处理后的

6、冷却中发生固溶体分解，的热处理试验。试验结果见表1及图1。这就使得合金的组织性能易于控制；另一方面，由(b)选取835℃固溶，分别经570~C和650℃于该合金的成分在临界浓度附近，因而导致合金时效的热处理试验。试验结果见表2。时效时的相变相当复杂。对于TC18来说，标准的热处理制度是分级(复杂)退火时效制度。2试验结果分析收稿日期：2O10一l0—O92．1不同固溶温度对组织性能的影响14《大型铸锻件》No．6HEAVYCASTINGANDF0RGINGDecember2010从表1的试验结果与图1的显微组织照片可很强：570~C时效的力学性能与650℃时效的力学以看出，

7、提高固溶温度，初生相增粗，且比例减性能相比，随着时效温度的上升，强度明显下降。少，B相比例增加，故相应强度略有增加，塑性和650~(2时效后，强度已特别低，说明合金已处于过断裂韧度则有所下降。因此固溶温度不宜太高。时效状态。固溶温度愈高，冷却固定下来的亚稳定相数TC18钛合金锻件通常采用二次固溶加时效，量愈多。时效强化的细弥散仅相析出增加。故也称为分级退火或复杂退火，即820～850％加热瞬时强度有所增加。后炉冷至750℃保温一定时间后空冷，随后于5002．2时效温度对TC18钛合金组织及性能的影～650~C时效(