鍛造工藝對Ti-1300合金棒材組織和性能的影響

周 偉，辛社偉，李 倩，賈蔚菊，張思遠，毛成亮，李思蘭

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

與α、α+β型鈦合金相比，β型鈦合金具有更好的強度、塑性和韌性匹配，因而在航空航天、石油化工等領域得到了廣泛的應用[1，2]。隨著航空航天工業的發展，對鈦合金比強度、塑性、韌性等提出了更高要求，具有更高強度水平的超高強度鈦合金(Rm≥1250 MPa)成為鈦合金材料的重點研究方向。其代表性的合金有美國的Ti-5553[3]、俄羅斯的VST-55531[4]和我國的Ti-1300[5]合金等。與其他β型高強鈦合金相比，這些合金具有更高的強度和足夠的韌性，同時具有較寬的加工范圍和良好的淬透性，而且不易產生成分偏析，特別適用于飛機起落架和機身、機翼中的各種重要承力構件，可實現更優的減重效果。

眾所周知，鈦合金材料加工、組織和性能之間的關系一直是熱加工領域的研究熱點，β型鈦合金的組織和性能更強烈依賴于加工過程。常用的鈦合金鍛造工藝主要有β鍛造、近β鍛造和α+β鍛造[6,7]。不同鍛造工藝通過影響組織中α相與β相的比例、形態及大小，最終導致力學性能的差異。

Ti-1300合金是西北有色金屬研究院設計開發的一種超高強結構鈦合金，該合金棒材力學性能滿足Rm>1350 MPa,A>8%，KIC>55 MPa·m1/2，達到了BOEING公司標準BMS7-360H對Ti-5553合金的要求。對于Ti-1300超高強鈦合金，國內學者開展了包括合金熱處理工藝[8]、變形行為[9]、管材成形工藝[10]、相轉變特征[11]等大量的研究工作，但關于不同鍛造工藝下Ti-1300合金顯微組織和力學性能的研究較少。為此，對Ti-1300合金棒材進行了β鍛造、近β鍛造和α+β兩相區鍛造試驗，研究鍛后Ti-1300合金棒材的顯微組織和力學性能，以期為制備滿足不同性能需求的Ti-1300合金鍛件提供參考。