熱處理對TA15合金板材組織性能的影響
發布時間：2021-01-26
TA15合金是前蘇聯研制的近α鈦合金，其名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，屬高鋁當量近α型合金，主要應用于飛機結構件及發動機上，薄板用于航空發動機機匣，厚板用于大截面構件。該合金具有較高的室溫及高溫強度、良好的熱穩定性和焊接性能，可制成板材、棒材、鍛件等。目前，國產的TA15鈦合金板材性能與俄羅斯同類合金BT20相比性能穩定性較差。因此對該合金板材在不同熱處理溫度下組織性能的變化進行研究具有重要的意義。研究人員通過對TA15合金板材進行不同溫度的熱處理，分析了750～850℃區間內熱處理溫度對TA15厚板和薄板組織、常溫性能、高溫性能的影響，可為不同厚度TA15板材的熱處理工藝選擇提供依據。
試驗用TA15合金板材成分為Al6.7，Zr2.0，Mo1.7，V2.2，余量為Ti。對厚度為45mm厚的中厚板采用750、800、850℃，1h進行退火，對2.5mm厚的薄板，采用750、800、850℃，40min進行退火，最后對上述退火后的厚板和薄板進行組織、性能測試。試驗結果如下：
（1）厚度為45mm的TA15板材在750℃退火時抗拉強度最高，800℃最低，隨著退火溫度升高至850℃，抗拉強度又略有上升。此時板材的橫向延伸率與抗拉強度成反比，而縱向延伸率在退火溫度為800℃時達最低值15%。750℃退火時TA15板材組織不均勻，晶粒尺寸范圍為5～100μm，且存在長條狀初生α晶粒。
（2）基于45mm的TA15厚板750℃熱處理時再結晶發生不完全，對2.5mm的TA15薄板采用800、830、850℃，保溫40min進行熱處理，可以看到隨變形量增加，2.5mm薄板強度明顯增加，比45mm厚板增強約200MPa，說明隨變形量增加晶粒破碎明顯，提高該合金強度。800℃熱處理時對應最高的強度，但塑性較低，830℃熱處理時強度略有下降，但塑性升高，這與退火溫度升高，回復與再結晶進行完全有關。
（3）TA15厚板與薄板在850℃時初生α相略有減少，次生α相在基質內析出的數量與長大達到最佳匹配，對應著強度與塑性的同時提高。而且隨熱處理溫度升高，橫縱向差異逐漸減小。
來源：搜鈦網
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