TC11钛合金的名义成分为6.5Al-3.5Mo1.5Zr-0.25Si，，，属高铝当量马氏体型α+β两相钛合金。这种合金拥有优良的高温强度、
、耐侵蚀性、
、热不变性及抗蠕变机能，，，在航空航天领域得到了宽泛利用，，，常制作压气机盘、
、叶片、
、环形件和紧固件等，，，是目前航空工业上利用最宽泛的钛合金之一。随着航空航天技术的发展和利用水平不休提高，，，对这些关键部件用钛合金的组织及机能提出了越来越高的要求。目前，，，受钛及钛合金物理性质及熔炼技术的限度，，，铸造仍是钛合金热加工中使用最宽泛和最有效的步骤。该步骤不仅能够直接锻压成所要求的工件状态，，，还能够优化微观组织结构，，，解除铸态疏松等缺点，，，提高资料的力学机能[1-2]。

1、
、试验

1.1试验资料

试验用的TC11钛合金铸锭选取真空自耗电弧炉经三次熔炼，，，制品锭型为准720mm。取铸锭上、
、中、
、下三点测化学成分，，，了局切合国度尺度[3]要求，，，详见表1。选取金相法测得该铸锭的相变点为1000～1005℃。

1.2试验步骤

试验所用铸锭经1150℃加热开坯至□360mm×L（L为长度），，，依照□360mm×720mm下料后执行表2工艺。

依照以上三种铸造工艺，，，得到准240mm棒材，，，在分歧工艺铸造的棒材端部50mm处各取两组试样，，，规格为φ240mm×30mm，，，每组试样经过950℃/2h，，，AC+530℃/6h，，，AC的热处置，，，最后对热处置后的试样进行室温拉伸机能的检测。金相试样顺次选取80#～1200#砂纸粗磨、
、细磨、
、机械抛光（金刚石抛光液），，，直至试样的理论无目视可见划痕后进行化学侵蚀，，，侵蚀剂配比为10mlHF+30mlHNO3+160mlH2O，，，显微组织观察选取OLYPUSPEM-3金相显微镜。室温拉伸试样按GB/T228-2002《金属资料室温拉伸试验步骤》制作加工成R7试样,室温拉伸机能测试选取UTM5205电子全能试验机。

2、
、了局分析与会商

2.1铸造工艺对TC11钛合金棒材显微组织的影响

图1为使用三种工艺铸造的TC11钛合金棒材显微组织。对比图1（a）、
、（b）能够看出，，，经α+β两相区铸造后，，，TC11钛合金试样的显微组织为典型的等轴组织，，，其特点是在β转变基体上散布着等轴α相，，，等轴α描摹相近，，，球化水平较高，，，尺寸巨细类似，，，约为10μm。但等轴α含量有所分歧，，，其中图1（a）等轴α含量约为40%，，，图1（b）中等轴α含量约为60%。由此可见，，，随着铸造温度的升高，，，溶质原子扩散速度加快，，，α相向β相转变增多，，，使得初生α相含量削减[4]。因而，，，能够通过节制热变形温度来节制TC11钛合金中初生α相与

β相转变的比例，，，现实出产过程中应选择相宜的变形温度。

对比图1（b）、
、（c）能够看出，，，图1（c）中α相球化水平较差，，，状态无数为条状，，，且尺寸粗壮，，，约为25μm。图1（b）经过β区和两相区镦拔后，，，由于原始铸态组织经过β区充分破碎，，，形成的β相区片层组织厚度较薄，，，易于破碎球化，，，经过两相区镦拔变形后，，，原始片层组织已经根基上转化为等轴组织，，，球化水平高。而图1（c）由于未经过β相区充分变形，，，原始铸态组织破碎不充分，，，形成的片层组织厚度较厚，，，固然经过两相区铸造处置，，，但其组织阐发为条状α相，，，没有齐全球化，，，且组织粗壮。因而，，，经过β相区充分变形后，，，组织更

易于破碎，，，等轴组织球化水平更高[5]。

2.2铸造工艺对TC11钛合金棒材力学机能的影响

对三种铸造工艺的棒材各在R/2处取2个弦向拉伸试样测室温拉伸机能，，，对2个试样的室温拉伸机能进行均匀，，，了局见表3。由表3能够看出，，，依照工艺B铸造的棒材抗拉强度逾越50～75MPa，，，屈服强度逾越30～55MPa，，，伸长率及断面收缩率略有降低。

这是由于在室温下，，，两相钛合金的强度随着初生α相含量的变动而变动，，，初生α相含量增多，，，则其强度升高，，，反之亦然。晶粒的细化水平也会影响合金的强度，，，合金组织越粗壮，，，强度越低，，，即强度随晶粒的长大而降落[6]。因而，，，使用工艺B的棒材强度要略高一些，，，而塑性与其他两种工艺相当，，，棒材的强度和塑性达到了较好的匹配。

3、
、结论

（1）能够通过节制铸造温度来节制TC11钛合金中初生α相与转变β相的比例,随着变形温度的升高，，，α相向β相转变增多，，，使得初生α相含量削减。

（2）通过β相区和两相区相结合的镦拔变形方式，，，更易于原始铸态组织的破碎，，，制品棒材等轴组织球化水平较高。

（3）初生α相含量越高，，，等轴组织球化水平越高，，，组织越藐小，，，这有利于棒材的塑性和强度的较好匹配。

参考文件：：

[1]邓瑞刚，，，杨冠军，，，毛小南，，，等.铸造工艺及后续热处置对TC11钛合金组织及机能的影响[J].机械工程资料，，，2011，，，35（11）：：58-62.

[2]朱红，，，廖鸿.铸造温度对TC11钛合金组织和机能的影响[J].热加工工艺，，，2013，，，42（13）：：128-130.

[3]GB/T3620.1-2007钛及钛合金商标和化学成分[S]

[4]分歧铸造工艺对TC4钛合金棒材显微组织与力学机能的影响[J].钛工业进展，，，2014，，，31（5）：：14-17.

[5]张智，，，李维，，，廖强，，，等，，，分歧铸造工艺对TC10钛合金组织和机能的影响[J].机械工程与自动化，，，2014（3）：：108-110.

[6]赖运金.钛合金片状组织演变机制与球化动力学钻研[D].西安：：西北工业大学，，，2007.

有关链接