1、、、序言

TC11钛合金是新型航空设备上起头利用的一种α-β型钛合金，，，该合金是一种综合机能优良的热强钛合金，，，在500℃以下拥有优异的热强机能（高温强度、、、蠕变抗力等），，，并拥有较高室温强度及优良的热加工工艺机能，，，重要利用于航空发起机压气机盘、、、叶片、、、鼓筒及飞机结构件等零件
。。随着航空领域技术的不休发展，，，航空零件的制作对钛合金的机能提出了较高的要求，，，其机能与资料内部组织结构亲昵有关，，，通过选取相宜的热处置工艺进行内部显微组织的调控，，，可获得拥有优异组织机能的钛合金零件 [1-4]
。。

本文钻研了TC11钛合金在双重退火和固溶时效两种热处置工艺下的组织和机能特点，，，确定了固溶时效工艺作为提高抗拉强度的最终强化热处置工艺，，，并进行分歧固溶、、、时效工艺参数的热处置试验，，，分析了TC11钛合金固溶时效工艺参数-显微组织-力学机能之间的相互影响机制，，，并对固溶和时效工艺参数进行优化分析，，，得到了可获得良好组织机能的强化热处置工艺组合，，，达到了图样对零件力学机能的要求，，，且为后续的TC11钛合金理论钻研堆集了丰硕的数据，，，拥有重要的理论和工程现实意思
。。

2、、、试验资料及步骤

2.1 试验资料及规格

本钻研试验用TC11钛合金的化学成分经入厂复验合格，，，其含量切合GJB-2218A—2008尺度中的成分要求
。。 热处置工艺试棒尺寸为φ16mm×400mm，，，资料初始状态为双重退火，，，显微组织如图1所示，，，组织状态为典型双态组织，，，由肯定含量白色等轴球状的初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成
。。

2.2 试验步骤

凭据TC11钛合金有关技术尺度和文件钻研结论，，，制订试验钻研热处置工艺制度，，，选取微机节制电子全能试验机CMT5105进行拉伸试验检测力学机能，，，显微组织检测为在试棒上切取组织观察试样，，，经镶嵌、、、磨抛和侵蚀后制作TC11金相试样，，，选取蔡司Axio Imager A1m金相显微镜进行显微组织观察并拍摄组织照片
。。

3、、、会商和分析

3.1 分歧热处置工艺对TC11组织机能的影响凭据TC11钛合金有关热处置技术尺度，，，制订了分歧热处置工艺试验制度，，，见表1，，，别离为试验号A、、、B和C，，，试验号A为固溶+时效热处置制度，，，试验号B和C为双重退火热处置制度，，，按表1中热处置制度进行工艺试验
。。

对热处置后的试棒进行拉伸机能检测，，，获得的抗拉强度值见表1，，，可知均满足不了图样划定的抗拉强度1150MPa±100MPa要求，，，试验号A固溶时效的强度值偏高，，，超过上限值，，，而试验号B和C双重退火的强度值偏低，，，达不到下限值
。。

试验号A、、、B和C的显微组织照片如图2所示
。。图2a为固溶、、、时效状态组织，，，由图可知，，，在α+β两相区上部温度加热后，，，淬火急剧冷却，，，保留下来大量的亚不变β相，，，是一种过饱和固溶体（众稳相），，，由于冷却速度快，，，过冷度大，，，再结晶晶粒来不及长大，，，同时引起了晶格畸变，，，促使在时效过程中，，，大量藐小、、、无方向性的针状α相从亚不变β转变相中析出，，，并交叉分列在β转变基体上，，，并蕴含少量初生α相
。。图2b和图2c为双重退火状态组织，，，由白色等轴球状的初生α相和散布着少量藐小针状次生α相的β转变组织组成
。。对比图2中的组织，，，可知固溶时效状态中的等轴初生α相数量显著少于双重退火状态且尺寸较大，，，而针状次生α相的含量显著多于双重退火状态，，，由文件[2]可知，，，随着针状次生α相的增长，，，交错分列的α相界面故障了滑移的进行，，，使得合金变形难题，，，其强度逐步增长，，，而随着初生等轴α相的增长，，，其强度降低，，，塑性和韧性增长，，，可知固溶时效强度显著高于双重退火
。。

3.2 分歧固溶、、、时效工艺制度对TC11组织机能影响

凭据以上分析可知，，，选取双重退火较难达到图样技术要求，，，结合上述钻研结论，，，制订TC11钛合金固溶、、、时效热处置工艺制度，，，见表2
。。通过对固溶、、、时效热处置工艺参数进行试验钻研，，，别离钻研固溶温度、、、固溶功夫、、、时效温度和时效功夫对其显微组织和力学机能的影响法规
。。

将表2中9组热处置试棒加工成拉力试样检测力学机能，，，获得的力学机能值见表3
。。由表3可知，，，试验号1、、、4和8对应的强度值可满足1150MPa±100MPa的要求，，，且拥有较好的塑性
。。

凭据文件[1-2]可知，，，TC11钛合金固溶功夫和时效功夫对力学机能影响不大，，，图3为TC11钛合金分歧固溶温度和时效温度下的抗拉强度变动曲线，，，由图可知，，，固溶温度为930℃和950℃时，，，抗拉强度值随时效温度的升高而降低，，，固溶温度为980℃时，，，抗拉强度值随着时效温度的升高先升高后降低；；；其时效温度为530℃时，，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高
。。

别离将9组热处置试棒制备金相组织观察试样，，，图4为选取显微镜拍摄的500倍下TC11显微组织照片，，，按图片挨次别离对应表2中的试验号
。。由图4可知，，，试验号1、、、4和8的显微组织为典型双态组织，，，由白色等轴初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成，，，与图2a对比可知，，，图4a、、、4d和4h中的初生α相含量较多，，，藐小针状次生α相较少，，，所以抗拉强度值有所降低
。。由图可知，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，随着固溶温度的升高，，，初生α相含量不休削减，，，β转变组织增多，，，使得强度不休提高；；；当固溶温度为930℃和950℃时，，，随着时效温度的升高，，，β转变组织上次生α相不休长大，，，使得强度有所降低
。。

4、、、实现语

1）TC11钛合金双重退火和固溶时效热处置工艺获得的组织状态有所差距，，，固溶时效状态中的等轴初生α相少于双重退火状态且尺寸较大，，，而针状次生α相的含量显著多于双重退火状态，，，导致固溶时效强度高于双重退火的强度
。。

2）当固溶温度为930℃和950℃时，，，抗拉强度值随着时效温度的升高而降低，，，固溶温度为980℃时，，，抗拉强度值随着时效温度的升高先增高后降低；；；其时效温度为530℃时，，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高
。。

3）得出3组固溶时效热处置制度的强度值切合图样的要求领域，，，组织由白色等轴初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成，，，热处置制度别离为30℃×0.5h/600℃×6h、、、 930℃×1h/650℃×3h和950℃×1.5h/650℃×6h，，，对应的强度均匀值别离为1210MPa、、、1155MPa和1170MPa
。。

参考文件：

[1] 唐光听，，，朱张校. TC11合金在分歧热处置前提下的显微组织分析[J].罕见金属，，，2002，，，26（2）：146-148.

[2] 王金惠. TC11钛合金的高温变形行为及热处置工艺对合金组织机能的影响[D].长沙：中南大学硕士学位论文，，，2010.

[3] 姚梦，，，刘勇，，，朱景川.TC11钛合金双重热处置工艺设计[J].热处置技术与设备，，，2016，，，37（5）：65-70.

[4] 张雪敏，，，张伟，，，李海峰，，，等. TC11钛合金大规格环材的组织与机能钻研[J].铸造与冲压，，，2019（19）：58-61.

有关链接