利泰金屬定制航空化工用TC4鈦鍛件 TC11鈦鍛件 TA15鈦鍛件

一、產(chǎn)品名稱：TC4鈦鍛件、鈦合金鍛件

1、牌號及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

2、化學(xué)成分

二、產(chǎn)品名稱：TC11鈦鍛件

TC11鈦合金是新型航空裝備上開始應(yīng)用的一種α-β型鈦合金，該合金是一種綜合性能良好的熱強(qiáng)鈦合金，在500℃以下具有優(yōu)異的熱強(qiáng)性能（高溫強(qiáng)度、蠕變抗力等），并具有較高室溫強(qiáng)度及良好的熱加工工藝性能，主要應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)盤、葉片、鼓筒及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等零件。隨著航空領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，航空零件的制造對鈦合金的性能提出了較高的要求，其性能與材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，通過采用合適的熱處理工藝進(jìn)行內(nèi)部顯微組織的調(diào)控，可獲得具有優(yōu)異組織性能的鈦合金零件 。

本文研究了TC11鈦合金在雙重退火和固溶時效兩種熱處理工藝下的組織和性能特點，確定了固溶時效工藝作為提高抗拉強(qiáng)度的最終強(qiáng)化熱處理工藝，并進(jìn)行不同固溶、時效工藝參數(shù)的熱處理試驗，分析了TC11鈦合金固溶時效工藝參數(shù)-顯微組織-力學(xué)性能之間的相互影響機(jī)制，并對固溶和時效工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，得到了可獲得優(yōu)良組織性能的強(qiáng)化熱處理工藝組合，達(dá)到了圖樣對零件力學(xué)性能的要求，且為后續(xù)的TC11鈦合金理論研究積累了豐富的數(shù)據(jù)，具有重要的理論和工程實際意義。

TC11合金屬于馬氏體型的α+β型熱強(qiáng)鈦合金，其名義成分為Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si。它具有比強(qiáng)度高，中溫性能好，耐腐蝕性能好，疲勞強(qiáng)度大等優(yōu)點，且可熱處理強(qiáng)化，是制造航空發(fā)動機(jī)，高壓壓氣機(jī)盤以及葉片等的主要材料，也被用于制造飛機(jī)上的重要承力部件 。

三、產(chǎn)品名稱：TA15鈦鍛件

鈦及鈦合金具有眾多優(yōu)異的性能，如高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐腐蝕性、良好的低溫性能以及無磁等特點，廣泛應(yīng)用于航空、航天、海洋、汽車和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。

其應(yīng)用水平日益成為衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平、社會發(fā)展和戰(zhàn)略地位的重要指標(biāo)。TA15鈦合金是一種通用型高鋁含量的近α型鈦合金，兼有α型和α+β型鈦合金的優(yōu)點，具有中等室溫和高溫強(qiáng)度，良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，長時工作溫度可達(dá)500℃，主要用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和發(fā)動機(jī)上，是一種重要的航空材料。

研究發(fā)現(xiàn)，晶粒細(xì)化可以有效提升鈦合金的強(qiáng)度及塑性，進(jìn)一步提高其使用壽命。大塑性變形技術(shù)（SPD）通過對金屬施加大的塑性應(yīng)變，有效細(xì)化金屬組織，從而獲得亞微米甚至納米尺寸的晶粒，提高合金的綜合性能。多向鍛壓工藝（MDF）是一種典型的大塑性變形方法，變形過程中對塊狀金屬材料沿三個不同的軸向進(jìn)行反復(fù)壓縮，其工藝原理如圖 1 所示。多向等溫鍛壓不僅工藝簡單、成本低，而且可使用現(xiàn)有的工業(yè)裝備實現(xiàn)制備大塊致密材料并使材料性能得到改善等目的，可直接用于工業(yè)生產(chǎn)。目前，對初始組織為片狀或雙態(tài)組織的 TA15 鈦合金大變形量的熱加工組織演變的研究多有報道。對初始組織為等軸狀的TA15鈦合金熱加工變形的研究多在近β或β單相區(qū)溫度區(qū)間，但存在變形后冷卻速率不夠快易造成晶粒尺寸迅速長大和材料不均勻問題，且高溫β相組織難以保留。由于TA15合金鍛壓溫度區(qū)間窄，在β轉(zhuǎn)變溫度下成形具有較低的延展性。因此，研究在相變點以下溫度區(qū)間內(nèi)大塑性變形參數(shù)對組織性能的影響具有較大的實際意義。本實驗通過等溫多向鍛壓實驗，結(jié)合組織觀察和室溫拉伸性能測試，對在α+β相區(qū)溫度加熱后在不同變形條件下變形水冷后的初始組織為等軸狀的TA15鈦合金的顯微組織演變和室溫拉伸性能進(jìn)行研究，探明初生α隨變形道次和溫度的演化規(guī)律，以獲得組織均勻、綜合性能優(yōu)異的TA15合金材料。

TA15鈦鍛件鍛壓的組織變化特點：

1) TA15 鈦合金經(jīng)多向鍛壓變形后，晶粒主要通過機(jī)械破碎和動態(tài)再結(jié)晶細(xì)化。700 ℃變形條件下隨著變形道次的增加，晶粒細(xì)化的主要方式由機(jī)械破碎轉(zhuǎn)向連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶，組織中粗大的初生α晶粒得到明顯細(xì)化，3道次后細(xì)化至6.0μm，等軸α晶粒增多，顯微組織均勻性得到有效提高。

2) 3 道次變形條件下，隨著變形溫度的升高，材料中的動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象明顯，合金中位錯等缺陷減少，900 ℃，3道次變形條件下初生α晶粒細(xì)化效果不明顯。

3) 多向鍛壓變形后，隨著鍛壓道次的增加，材料的強(qiáng)塑性提高，700 ℃，3道次變形條件下抗拉強(qiáng)度提高到1443 MPa，延伸率增加到13.6%，變形溫度的提高保證了材料的良好塑性，強(qiáng)度得到改善，材料綜合性能得到明顯提高。