TA15钛合金相变点的测定-论文.pdf

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1、第4期(总第185期)机械工程与自动化No．42014年08月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NAug．文章编号：1672-6413(2014)04—0104-02TA15钛合金相变点的测定何伟，杜小平，马红征，惠晓原(西部金属材料股份有限公司，陕西西安710016)摘要：采用计算法和金相法分别测定了TA15钛合金相变点。结果表明，该合金相变点温度为985℃，两种方法测得的结果相当接近。由于考虑到各主要元素及杂质元素含量对相变点的影响值，因此计算法得到的相变点与实测值是接近的，而金相法测定TA15钛合金相变温度的准确性更高。关键词：TA

2、15钛合金；相变点；测定中图分类号：TG146．23文献标识码：A0引言完全后取出。将淬火后的试样制成金相试样，用放大TA15(Ti一6．5Al一1Mo一1V一2Zr)是一种高铝当量倍数为200X的OlympusGX51光学金相显微镜观察损伤容限型近a钛合金，具有良好的热强性和可焊性，初生St'相的变化情况。有接近a—B型钛合金的工艺塑性，是我国航空领域重要的结构材料r1]。钛合金相变点的定义是在加热过程中全部转变为B相组织的最低温度。钛合金的相变点在科研和生产中是非常重要的参数，是制定热加工工艺和参数必须参考的数据。生产和科研要求必须准确测定相变点，但由于合金的化

3、学成分以及添加元素和杂质元素含量的差异，每一批钛材的相变点是有差别图1TA15原始态的显微组织的I2。]，因此文献和标准中推荐的相变点只能作为一2结果与讨论个参考，对不同批号的钛合金应分别测定相变点。相2．1计算法变点测定方法有金相法、差热分析法、计算法与高温金计算法是根据各元素对钛合金相变温度的影响来相法等。本文采用计算法和金相法测定了TA15钛合推算的。一般认为，合金化元素的类型和含量、杂质含金的相变点，为TA15材料的生产和研究提供参考。量对钛合金相变温度的高低有重要影响。在TA15的1试验方法主要成分中，Al是0t稳定元素，可明显提高钛合金相本试验用TA15

4、加工棒材的主要化学成分及杂质变温度。Mo、V、Fe和si都是8稳定元素，可明显降元素含量如表1、表2所示。表1TA15合金的化学成分(质量分数)低钛合金相变温度。Zr是中性元素，对相变点几乎没TilAlIzrIVIMoIFelSiI其余有影响。C、N、0会提高相变温度，而H可降低相变86．94I6．5I2．29I2．25J1．8010．0810．05『0．09温度。表2TA15合金中杂质元素含量(质量分数J％由文献E4]可知，相变点温度计算公式为：T相变=钛+△T．(1)：旦i：!i：!l：其中：T纯钛为基准值885℃，即纯钛的理论相变点；△T图1为TA15钛合金原

5、始加工态的显微组织照为合金中除钛外其他元素对相变点的影响。片，其为一般的加工态组织，其中包括等轴a、拉长a△T一>：(各元素含量X该元素对相变点和片状a等组织形态。的影响值)．(2)试验用试样尺寸为qbl2mm×12mm圆棒，以计钛合金中各元素对相变温度的影响见表3l5]。算法为依据选定淬火温度970℃、980℃、990℃和根据TA15钛合金的化学成分及杂质含量(见表1000℃。在管式高温炉中保温50min后迅速取出水1与表2)与钛合金中各元素对相变温度影响(见表3)淬，为了保证在淬火过程中不产生初生a而影响到对相变温度的判断，中间转移速度不超过3S，试样冷却由式(

6、2)可计算出Al的影响为：收稿日期：2013—11—4；修回日期：2014-02—04作者简介：何伟(1983～)，男，陕西宝鸡人，工程师，硕士，主要从事钛合金及难熔金属的物理性能检测分析。2014年第4期何伟，等：TA15钛舍金相变点的测定·105·2．0×(+14．5℃／1．0)+(6．5一2．0)×而某些杂质元素含量不能精确定量，这对准确计算钛(+23．0℃／1．0)一+132．5℃．合金相变点带来影响。同理，可计算得到：Zr的影响为一4．6。C；V的影采用金相法时，由于淬火温度选择在计算出的理响为一31．5℃；Mo的影响为一9．9℃；Fe的影响为论相变温度附

7、近较小范围，所以测量值更精确。本文一1．3℃；Si的影响为一0．5℃；C的影响为+2．0。C；采用金相法测定的相变点为985℃，通过与计算法测O的影响为+14．0℃；N的影响为+3．3℃；H的影定的相变点温度相比发现，两者的结果相当接近，因而响为一1．6℃。得到的TA15钛合金的相变温度是比较准确的。将以上数值代入式(1)得：T柏蛮一885℃+132．5。(’一4．6℃一31．5℃一9．9℃一1．3℃一0．5。C+2．0C+14．0℃+3．3。C—1．6℃一987．4℃．表3元素含量对钛合金相变点的影响一类型元素质量分数(％)影响值Alo～2．o+14．5℃／1