TB6钛合金是一种近β钛合金，国表商标为Ti-10V-2Fe-3Al，该资料拥有较高比强度、优良的断裂韧性、较高的淬透性、优良的切削性和抗侵蚀性等特点。宽泛利用于航空航天领域，例如飞机涡轮盘、飞机起落架和直升机旋翼系统，国内航空领域TB6钛合金重要利用于直升机领域锻件[1]。

TB6钛合金锻件常用固溶时效热处置工艺，固溶温度、淬火冷速和时效温度是影响锻件机能的重要参数，陈威[2]等人钻研了单级时效和双级时效工艺的影响;王文婷[3]等人钻研了低温时效的影响;刘彬[4]等人钻研了TB6钛合金多沉固溶时效热处置工艺对锻件的影响。

本文通过选取φ130mm规格TB6钛合金棒材改锻为自由锻件，钻研固溶和时效热处置的温度对自由锻件组织和机能的影响，最终获得利用于锻件出产交付的最优热处置工艺，同使仄握热处置工艺和组织机能的对应关系，便于锻件组织机能不合格问题处置。

1、试验资料及步骤

1.1试验用料

试验用料为φ130mm规格棒材经铸造后的自由锻件，自由锻件尺寸为200mm×100mm×60mm，对应铸造方向为L×LT×ST。资料化学成分如表1所示。检测资料相变点为806℃。

1.2试验步骤

凭据锻件规范要求锻件选取两相区热处置，固溶拔取Tβ-(30～60℃)，水淬。时效拔取510～540℃，空冷。锻件规范中要求的热处置功夫变动对锻件机能影响较幼，因而本试验未拔取分歧功夫对比的工艺试验。本试验中拔取分歧固溶和时效温度试验规划如表2所示，固溶温度拔取770℃、760℃、750℃，时效温度拔取540℃、530℃、520℃。

按GJB2744A—2007尺度检测锻件，检测项目和取样规划见图1，力学机能试样取自截面中心。室温拉伸选用φ5mm×50mm试样，试验步骤依照GB/T228.1—2010要求;断裂韧性试样选取B=25mm，试验步骤依照GB/T4161—2007要求;显微组织和低倍试验步骤依照GB/T5168—2008要求。

2、了局与分析

2.1固溶和时效温度对力学机能的影响

图2为TB6钛合金自由锻件经过分歧固溶和时效温度热处置后的力学机能。在一样的时效温度下，随着固溶温度从770℃降落到750℃，能够看出，图2(a)中抗拉强度呈降落趋向，重要趋向为固溶温度每降10℃，抗拉强度降落约10MPa;图2(b)和图2(c)中断后伸长率和断裂韧性呈上升趋向，固溶760℃较770℃断后伸长率显著上升约2%，断裂韧性显著上升5MPa·m^1/2固溶750℃较760℃断后伸长率和断裂韧性略有上升，别离上升约1%和2MPa·m^1/2。在一样的固溶温度下，随着时效温度从520℃升高到540℃，能够看出，图2(a)抗拉强度呈降落趋向，时效温度每升高10℃，抗拉强度降落约40～50MPa;图2(b)中断后伸长率略有升高趋向;图2(c)中时效520℃升高至530℃时断裂韧性略有升高，约3～5MPa·m^1/2左右，但其时效温杜咨530℃升高至540℃时断裂韧性显著升高约5～10MPa·m^1/2。

2.2固溶和时效温度对凹凸倍组织的影响

在一样固溶温度情况下，分歧时效温度的锻件低倍无分歧之处。在一样时效温度下，分歧固溶温度的锻件低倍有分歧之处。图3为别离在770℃、760℃、750℃固溶后520℃时效的低倍组织，能够看出固溶温度越高晶粒越粗越清澈，遵循温度升高晶粒长大的普遍法规。自由锻件中央变形量大，形成拉长晶粒，低倍评级均满足GJB2744A—2007中4级要求。高倍组织如图4和图5所示，均为两相区组织，由时效β基体和球状或条状初生α相组成，均满足GJB2744A—2007中2类组织，初生α相含量均满足不低于10%。原始β晶粒天堑未出现陆续的、平直的α相网格，未出现粗壮的晶界α相组织。在固溶温度760℃时，分歧时效温度520℃、530℃、540℃情况下，高倍组织如图4所示，随着时效温度的降低，初生α相含量略有降低。在时效温度530℃时，分歧固溶温度770℃、760℃、750℃情况下，高倍组织如图5所示，固溶温度每降低10℃，初生α相含量增长约5%～10%。

3、结论

(1)固溶温度每降低10℃时，抗拉强度降落约10MPa，断后伸长率升高约1%～2%，断裂韧性升高约2～5MPa，高倍组织中初生α相含量增长约5%～10%，低倍组织中晶粒略有变细。

(2)时效温度每升高10℃时，抗拉强度降落约40～50MPa，断后伸长率略有升高;时效温度520℃升到530℃时断裂韧性升高约3～5MPa·m^1/2，时效温度530℃升到540℃时，断裂韧性升高约5～10MPa·m^1/2，时效温度对凹凸倍组织影响较幼。

(3)固溶选用750～760℃水冷，时效选用520～530℃空冷，室温拉伸和断裂韧性拥有较好的匹配性，低倍晶粒较细，高倍组织中初生α相较多。

参考文件

[1]刘晓丰，田雅馨，邹静，等.直升机关键金属TB6钛合金的划伤、冲击缺点容限机能[J].科学技术与工程，2019，19(29):349－355.

[2]陈威，孙巧艳，肖林，等.时效工艺对Ti1023合金微观组织和力学机能的影响[J].罕见金属资料与工程，2011，40(4):708－713.

[3]王文婷，李沛，寇文娟，等.时效温度对Ti1023和Ti5553合金微观组织与析出硬化的影响法规[J].罕见金属资料与工程，2020，49(5):1707－1714.

[4]刘彬，黄旭，黄利军，等.TB6钛合金多沉固溶时效热处置工艺钻研[J].罕见金属，2009，33(4):489－493.

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