通过钻研了两类铸造工艺对航天用TC4钛合金异形锻件的显微组织及拉伸机能的影响。其中Ⅰ类铸造工艺中第一火及第二火加热温度均在β单相区，Ⅱ类铸造工艺第一火加热温度在β相单区而第二火加热温度在(α+β)两相高温区。尝试了局批注：I类铸造工艺下最终得到拥有粗壮晶粒的片层组织，该类型组织强度及塑性均较低，不能满足指标要求；选取Ⅱ类铸造工艺即第二火加热温度在高温两相区且选取大铸造比能够获得条状a和藐幼等轴a组成的藐幼的混合组织，该组织拥有较好的拉伸机能，满足指标要求。铸造时选取换向拔长敏粗的方式能保障异形锻件的宏观组织均匀。
关键词：钛合金；异形锻件；钛合金锻件
1、媒介
钛合金因拥有比强度高、耐高温、耐侵蚀蹬着点，被宽泛利用于航天、航空及船舶等领域，目枪合金中利用最多的依然是TC4钛合金。对于通常TC4钛合金锻件，出产工艺较为成熟，而航天某型号用TC4异形锻件沉量较大，机能指标要求严格，铸造工艺比力复杂。必要在出产过程中对该异形锻件铸造工艺进行钻研，总结出铸造工艺对锻件显微组织及力学机能的影响法规，从而造订出最相宜的铸造工艺。
2、尝试资料及尝试步骤
尝试资料为TC4钛合金，其重要合金成份见表1，相变点为980℃±10℃。合金铸锭为中460mmx1350mm，首先相变点以上温度1165℃±15℃领域内选取大变形量开坯，充分破碎铸造晶粒并使组织进一步均匀化，而后锯床下料。选用8件坯料进行铸造工艺摸索，坯料均由两火次铸造成型，并调节每火次的加热温度及变形量，调查加热温度及变形量对显微组织及力学机能的影响。锻件最终均在780℃保温处置1幼时后空冷，观察各类铸造工艺下的显微组织，并测试其拉伸机能。宝鸡一飞冲天300倍游戏钛作为钛合金资料专业造作商,在近10年中，现货供给钛棒、钛合金锻件、钛板等加工造作，产品有企标 QB、国标GB、美标ASTM、AMS系列，通过实际整顿出行业所需钛锻环、钛饼材等锻件的国度执行尺度。
3、尝试了局及会商
8件坯料均选取两火次铸造成形，并调节每火次的加热温度，锻件最终均在780℃保温处置1幼时后空冷，具体铸造工艺及锻件拉伸机能见表2。其中编号为1-4坯料第一火及第二火加热均在β单相区，且第二火加热温度稍低，编号为5-8的坯料第一火加热在β单相区，但第二火在两相区较高温度加热。因而可把编号1-4坯料工艺称为Ⅰ类铸造工艺，编号5-8坯料工艺称为Ⅱ类铸造工艺，两类工艺流程图别离如图1、图2所示。
由表2中两类铸造工艺下锻件拉伸机能能够看出：选取I类铸造工艺即两火次均在β单相区加热时，锻件拉伸强度及塑性均较低，部门试样拉伸机能不能达到指标要求；而选取Ⅱ类铸造工艺即一火单项区二火两相区加热时，锻件强度及塑性均较好，所有试样拉伸机能均能达到指标要求，且有较大余量，因而能够得出Ⅱ类铸造工艺下锻件拥有较好的拉伸机能。锻件机能决定于铸造工艺及其最终显微组织[1]，以下将会商每火次铸造温度及变形量对显微组织及拉伸机能的影响。
3.1、铸造温度对显微组织及力学机能的影响
铸造过程中，加热温度、变形量及保温功夫对锻件显微组织和力学机能有沉要的影响[2，3]，其中第一火铸造的主张重要是进一步细化组织及预成形，因而为减幼变形阻力并且使变形均匀，两类铸造工艺下第一火铸造均在单项区进行，而最后制品铸造温度即第二火次铸造温度对最终显微组织及力学机能的拥有沉要影响。当选取I类铸造工艺即第二火铸造温度在单项区时，加热过程中β晶粒进取长大，随后的铸造过程中晶粒得不到破碎，从而导致最终显微组织为拥有粗壮晶粒的片层组织，由于组织较为粗壮，拉伸机能较低，不能满足指标要求。当选取Ⅱ类铸造工艺即第二火铸造温度在两相区时，加热过程中第一火次铸造遗留下来的陆续晶界及粗壮片层得到破碎，并且铸造过程中晶界及初生a片层得到进一步球化，从而细化了显微组织，如图所示3。由于不存在陆续的晶界，资料拥有较好的拉伸机能，满足指标要求。
3.2、两相区第二火铸造温度及变形量的选择
由表2能够看出，可能得到较好拉伸机能的Ⅱ类铸造工艺加热温度均在高温两相区，距离相变点较近，该温度的选择也拥有肯定的原因。铸造过程中曾发现当第二火加热温度在两相区较低温度且变形量较幼时，锻件表表组织不均匀，部门拥有粗壮品粒，且由于加热温度较低，表表出现较多裂纹。这是由于加热温度较低时第一火次铸造遗留下来的组织尤其是晶界不能齐全细化，加之变形量较幼最终得到的组织不均匀，且部门有粗壮晶粒。并且加热温度较低时，铸造过程中锻件两端接触锤头导致温降较大，容易造成表表开裂。
在两相区较高温度加热及选取大变形量时，可能细化制品显微组织，并使组织均匀，且不容易引起表表开裂。
4、结论
TC4合金异形锻件显微组织及力学机能受到铸造工艺尤其是最后一火次铸造温度及变形量的强烈影响。坯料铸造成形时最佳工艺为两火次成形的铸造工艺：其中第一火次在p单相区加热变形，用于进一步细化组织及预成形；第二火次应在两相区较高温度加热，并且铸造时要求拥有较大的变形量，主张是获得较细及均匀的显微组织，从而拥有较好的力学机能。铸造时选取换向镦粗拔长的铸造方式，可能保障异形锻件拥有均匀的宏观组织。
参考文件Referen ees
[i] Wang JY.Aerial Tta nium Alloy.Shanghai， Shanghai Science and Technology Press， 1985：216
(王金友.航空用钛合金.上海，上？蒲в爰际醭霭嫔，1985：137，153)
[2] C.Le yens， M.Peters.Titanium and Titanium Alloys， Chemical Indus ry Press， 2005：258
(C.莱茵斯.M.皮特尔斯.钛与钛合金.北京，化学工业出版社，2005：15)
[3] E.A.Bolis owa.Metallography of Titanium Alloys.Beijing， Defense Industrial Press， 1986， 235.
(E.A.鲍利索娃.钛合金全相学.北京，国防工业出版社，1986：235)
作者：阎彩文，吴金满，许永光，王晶
(中铝沈阳有色金属加工有限公司，辽宁沈阳110102)
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