熱處理對TC18粉末合金微觀組織及力學性能影響

薛松海，韓鵬江，韓 冬，趙 軍，劉時兵，史 昆，姚 謙，梅新民

(1.沈陽鑄造研究所有限公司 高端裝備輕合金鑄造技術國家重點實驗室, 遼寧 沈陽 110022)(2.機械科學研究總院海西(福建)分院有限公司, 福建 三明 365500)(3.空軍裝備部駐遼陽地區軍事代表室, 遼寧 遼陽 111000)

TC18鈦合金(Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe)作為一種近β鈦合金，因其卓越的綜合力學性能已經被廣泛應用于飛機起落架和機身框架結構中[1]。已有研究表明[2-4]，該合金的強化機制主要源于析出強化、固溶強化及位錯強化。此外，熱處理也會顯著影響TC18鈦合金的顯微組織及力學性能。例如，Quan等[5]研究了近β熱處理對TC18鈦合金微觀組織的影響，發現雖然在近β熱處理過程中初生α相的尺寸變化不明顯，但次生α相尺寸會顯著粗化。Shao等[6]系統討論和分析了α相析出行為與β晶粒取向之間的關系。結果表明，在退火冷卻過程中，由于更高的位錯儲藏能，α相總是傾向于在具有Goss取向的β晶粒中析出。同時，隨著α析出相含量的增加，合金的強度顯著提高，但塑性急劇降低。此外，侯智敏等[7]進一步研究了熱處理對TC18鈦合金大塊富α相區的影響。因此，合理調控熱處理制度對TC18鈦合金力學性能的優化至關重要。

目前，TC18鈦合金的成形方法主要以鍛造加工為主。然而，由于該合金的合金元素含量較高、熱加工窗口小[8]，導致其在熱加工成形及組織控制上變得困難，很大程度上限制了該合金更為廣泛的應用。近些年來，隨著粉末冶金工藝和制粉技術的不斷完善和提高，粉末冶金熱等靜壓工藝已經被視為一種具有發展潛力的鈦合金制備方法。……