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