不同鍛造工藝對TC10鈦合金組織和性能的影響

張 智，李 維，廖 強，侯 鵬，吳 華，張曉東

（西部鈦業有限責任公司，陜西 西安 710201）

0 引言

TC10鈦合金的名義化學成分為 T i－6Al－6V－2Sn－0.5Cu－0.5Fe，是在 T i－6Al－4V 基 礎上發展的一種高強度α＋β型鈦合金，一般在退火態下使用。該合金在海水及原油中的硫化物、氨、氯等介質中具有優異的耐蝕性和良好的綜合性能，在潮濕環境和海水介質中工作，其抗腐蝕能力高于1Cr18Ni9Ti，特別是對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強。與TC4合金相比，TC10鈦合金的綜合性能好，因此TC10鈦合金棒材更適用于對強度、塑性、沖擊韌性有更高要求的海洋石油勘探與開發領域，其市場應用前景廣闊。由于TC10鈦合金的鍛造工藝對改善其組織以及提高性能有著重要的作用［1］，因此，本文研究了不同鍛造工藝對TC10鈦合金組織和性能的影響，為TC10鈦合金鍛造工藝的優化提供了有力依據。

1 試驗材料和設備

試驗用材料采用西部鈦業公司生產的Φ480 mm×L的TC10鈦合金鑄錠，經兩次真空自耗電弧爐熔煉，其化學成分符合技術要求。表1為TC10鑄錠的合金元素含量。

表1 TC10鑄錠的的合金元素含量（質量分數） %

鑄錠經天然氣爐加熱，1 100℃開坯鍛造，鍛后規格為□250，之后鋸切下料。由于鈦合金的鍛造溫度相對較窄，為了便于鍛造工藝的制定，測得試驗用材料相變點為950℃～960℃；為了得到具有較好組織與性能的鈦合金棒材，特制定了兩種工藝路線。工藝A如下：經β區一火次鐓拔（鍛比為4.8），α＋β區兩火次鐓拔（鍛比為4.8），一火次成形鍛造（變形量為35%），成品規格為Φ93，鍛后經固溶時效處理。工藝B僅比工藝A在β區多一火次鐓拔，其余參照工藝A。……