TB6钛合金是一种近β钛合金，，国外商标为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钛合金多重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，，同时把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小，，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，，但其时效温度由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小。
。

(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钛合金多重固溶时效热处置工艺钻研[J].罕见金属，，2009，，33(4):489－493.

有关链接