不同熱加工工藝對(duì)TC11鈦合金、TC11鈦棒組織和性能的影響

TC11鈦合金是一種α＋β型耐熱鈦合金，主要用于制造飛行器壓氣機(jī)盤(pán)、葉片等零件，是國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)用主要鈦合金材料，現(xiàn)已推廣應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件。隨著該合金的廣泛應(yīng)用，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

在鈦合金的變形半成品中，特別是在兩相鈦合金的變形半成品中，合金成分、坯料原始組織、加熱制度、變形率、變形均勻性和變形的溫度條件是影響棒材最終宏觀組織的基本因素，而不同的組織則能夠大幅度地改變半成品的機(jī)械性能?？蒲腥藛T采用鍛造和軋制設(shè)備分別生產(chǎn)規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm的TC11鈦合金棒材，研究不同熱加工工藝對(duì)其組織和性能的影響。

實(shí)驗(yàn)選用材料為某公司生產(chǎn)的三次真空自耗電弧熔煉錠，執(zhí)行相近工藝，開(kāi)坯、鍛造提供規(guī)格為Φ150mm的熱連軋軋制坯料以及Φ125mm的精鍛機(jī)鍛造用坯料，使用光學(xué)顯微鏡放大100倍進(jìn)行觀察，組織形貌均為較粗大的等軸組織且均勻一致。

上述坯料分別在精鍛機(jī)和熱連軋?jiān)O(shè)備上生產(chǎn)規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm的TC11鈦合金棒材，加熱溫度均為970℃，變形速度為2.5m/s。

精鍛工藝：采用精鍛機(jī)設(shè)備進(jìn)行一火次4道次變形，總變形量為65.9%，平均壓下量為13mm，生產(chǎn)Φ73 mmTC11鈦合金鍛造棒材。采用精鍛機(jī)設(shè)備進(jìn)行三火次9道次變形，單火次平均變形量為61.1%，平均壓下量為8mm，生產(chǎn)Φ29mmTC11鈦合金鍛造棒材。

軋制工藝：采用熱連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行一火次9道次變形，總變形量為76.3%，平均壓下量為35mm，生產(chǎn)Φ73mmTC11鈦合金軋制棒材。采用熱連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行兩火次15道次變形，單火次平均變形量為80.3%，平均壓下量為29mm，生產(chǎn)Φ29mmTC11鈦合金軋制棒材。

試樣采用950℃/1h·AC＋530℃/6h·AC進(jìn)行退火處理后對(duì)不同工藝的成品棒材進(jìn)行組織和性能的檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）采用精鍛工藝生產(chǎn)的TC11規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm棒材成品，其顯微組織要比熱連軋工藝生產(chǎn)的棒材組織細(xì)小，且均勻性好。

（2）在相同加熱溫度下，精鍛工藝生產(chǎn)的TC11鈦合金棒材各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)于軋制棒材，適合生產(chǎn)組織和性能要求高的葉片用棒材；和精鍛生產(chǎn)方法相比，新型熱連軋工藝生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品的平直度和表面質(zhì)量較好，并可節(jié)約生產(chǎn)成品。