軋制工藝對Ti—62A鈦合金厚板組織及性能的影響

摘 要：文章通過兩種軋制工藝獲得Ti-62A鈦合金厚板，并對比組織及性能。結果表明：兩種工藝，分別獲得等軸組織和網籃組織，并對兩種組織對應的性能進行了比較，以期為該合金板材生產提供參考。

關鍵詞：軋制工藝；組織；性能

Ti-62A合金是一種α+β型鈦合金，屬于Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si-X系合金。該合金是在Ti-62222S合金基礎上，通過合理的成分設計，研究開發的一種高強高韌損傷容限型鈦合金[1]。目前，屬于損傷容限型的鈦合金有TC4ELI， Ti-62222S和TC11DT等。其中：TC4ELI的屈服強度為900MPa，屬于中強損傷容限型鈦合金；其余兩種的屈服強度均為1000MPa，屬于高強損傷容限型鈦合金。其中，TC4ELI 和Ti-62222S合金已大量應用于美國第四代戰斗機F-22[2]。

文章通過兩種軋制工藝獲得Ti-62A合金厚板，并對比組織及性能，以期能為該合金的厚板生產提供參考。

1 實驗

1.1 材料

選用的鈦合金，通過3次真空自耗熔煉制得合金鑄錠，化學成分按名義成分控制。采用金相法測得α+β→β相轉變溫度為970±5℃。

1.2 工藝方案

鑄錠經β相區開坯鍛造成厚度為200～250mm的板坯，此后分兩種工藝軋制：

工藝A：兩相區開坯→ 兩相區軋至40mm。

工藝B：兩相區開坯→β處理→ 兩相區軋至40mm。

經兩種工藝軋制后，板材經750℃/2h AC熱處理后取試樣進行性能檢測。

2 結果及討論

2.1 顯微組織

該合金板材經兩種工藝軋制后的顯微組織見圖1。

由圖1中a可看出，該合金經兩相區開坯后，鍛造態組織均已轉變成較均勻細小的等軸組織。b圖，經工藝A軋至40mm，總變形量進一步增加，等軸組織更加均勻細小，為典型的等軸組織。d圖，經工藝B軋至40mm，β晶粒（c圖，β處理后）在變形過程中被破碎，原始β晶粒內的α片變短，各α片層交錯排列，形成網籃組織。由于β處理后變形量較小，存在未完全破碎的β晶界。板材經750℃/2h AC熱處理后，組織基本變化不大（圖e、f）。

2.2 力學性能

兩種工藝軋制及熱處理后板材的性能見表1，性能對比見圖2。

由表1，板材經工藝A軋制后，抗拉強度達到1138Mpa，延伸率為19%，均高于工藝B軋制板材（圖2）；經工藝B軋制后，板材沖擊韌性值最高，為39J/cm2，由圖2可看出，工藝A與工藝B相比：板材的強度、塑性值較高，但沖擊韌性值較低。經750℃/2h AC熱處理后板材的強度、塑性、沖擊韌性值有所降低。

3 結束語

（1）經工藝A和工藝B軋制，板材分別獲得了等軸組織和網籃組織，且組織均勻。（2）工藝A與工藝B相比：板材的強度、塑性值較高，其值分別為1138Mpa，19%，但工藝B軋制板材沖擊韌性值較高，為39J/cm2。經750℃/2h AC熱處理后板材的強度、塑性、沖擊韌性值均有所降低。

參考文獻

[1]孫明.熱處理對Ti-62A合金厚板組織及性能的影響[J].中國有色金屬學報，2010，20（1）：681-684.

[2]恒磊，周廉，周義剛，等.高強韌鈦合金評述[J].稀有金屬快報，2004，23（10）：5.

[3]稀有金屬材料加工手冊編寫組.稀有金屬材料加工手冊[M].北京：冶金工業出版社，1984：74.

作者簡介：齊煒（1985-），男，漢族，在職研究生，現在寶鈦集團板帶廠工作。