TC4钛合金因其密度小、比强度高、抗侵蚀性好，综合机能优异，因而被宽泛地利用于航空、航天、舰船、化工等领域！！。固然TC4钛合金的加工技术已经较为成熟，但在工业化出产中，时时由于制备工艺不当而造成开裂、同化、偏析、气孔等缺点！！。本文所述锻件的特点是直径大、厚度薄！！。本文针对某批次存在缺点的TC4钛合金锻件进行检验分析，通过超声波探伤、金相及能谱分析等步骤找出缺点性质及其产生原因！！。预防再次出现类似问题，为TC4钛合金锻件的工业化出产提供技术领导！！。

1、试验步骤 

本文所用资料经真空自耗电弧熔炼TC4合金铸锭，下料后铸造成厚度较薄的大直径圆饼形锻件(φ700mmx28 mm)！！。对TC4铸锭的化学成分进行分析，了局切合GB／T3620.1-2007尺度的要求！！。

选取超声检测的步骤来确定锻件的内部质量！！。

为了保障缺点的检出率，在信噪比满足检测要求的前提下尽量选择较大活络度．最终选择φ0.8mm平底孔作为参考反射体！！。在设置活络度的基础上，对锻件进行100％扫查，发现两处超标缺点，两缺点均在靠近锻件圆盘边缘部位，缺点反射波见图1！！。利用超声波的精确定位职能，以缺点反射波幅为参考！！。确定缺点深度及异常区域领域！！。并作为解剖区域解剖取样！！。共获得2件试样！！。为此，本文用金相观察和能谱扫描的步骤对该锻件做进一步检验分析，以便找出缺点性质和产生原因！！。

2、试验了局与分析

2.1 金相低倍检验

对出现信号缺点的部位进行横向切取试样,经抛光后，在肯定比例配制的侵蚀液中进行侵蚀，观察低倍组织，了局见图2！！。从图中可观察出：：：1^#试样近中部有显著亮带，在亮带上有缩孔，并同化藐小裂缝！！。24试样缺点处与基体部门存在组织异常景象且存在藐小裂缝！！。

2.2 金相高倍检验！！。

观察1^#、2^#试样高倍组织，了局见图3！！。从图中能够看到，1^#、2^#试样基体均为初生等轴α+小等轴及片状α的转变β，1^#试样存在着一个4.8mm×3.3mm的与基体组织不陆续的缩孔缺点，其周围高低部门仅α_初含量少于基体，在上部存在着较为显著的粗壮α相！！。左右两侧则存在条状扭曲的粗壮α_初+β_转，且α_初含量高于基体！！。2^#试样存在着一个1.3 mm×8mm的组织异常缺点，阐发为有条状扭曲的粗壮α_初+β_转，且α_初含量高于基体！！。

2.3 缺点区及基体布氏硬度测试分析

对缺点区及基体进行硬度测试，测试点散布法规为：：：前2测试点在缺点区中心地位拔取，其余4点在缺点区边缘均匀散布拔取！！；；；宀馐缘阄婊槿6个地位点！！。测得的硬度数据如表l所示！！。该锻件技术指标要求硬度值为293～361HB，从表中能够看到基体区硬度在技术指标领域内，而缺点区硬度值普遍高于基体区，中心区硬度最高，且随着距缺点

中心距离的增大而降低！！。

2.4 扫描电镜描摹及能谱分析

对1^#、2^#试样进行电镜扫描及能谱分析，了局如图4、5所示！！。试样分歧区域的元素含量见表2！！。对1^#试样来说，理论裂缝处的能谱分析显示Ti的含量为98.4％，比正；；；宀棵藕科咴8％！！。批注缺点处为合金化不及引起的富钛化偏析！！。1^#试样理论异常处的能谱分析显示，氧元素含量很高，为11.71％；；；钛含量偏低，为75.36％；；；铝和钒元素的含量也偏低，并伴随其他杂质元素的析出！！。注明该处是一个复杂的钛氧化物状态！！。对2^#试样来说，其理论正常区域和理论异常区域的元素组成根基一致．而裂缝处的氧元素含量偏高，为13.48％，钛及铝含量均偏低！！。这注明该处是一个富氧间隙元素偏析！！。

3、了局分析

通常来说，非金属同化(含富氧、富碳、富氮同化)阐发为光亮的条带和区域！！。这些带和区域有时伴随有疏松、裂纹、空穴等，属于冶金缺点领域！！。1^#试样缺点的描摹是出现亮斑且部门有针状裂缝的缩孔．显微组织阐发为与周围基体组织粗壮不陆续的显微硬度高的α相荟萃！！。能谱分析显示，缺点异常区氧元素及碳元素含量偏高，导致其中心区显微硬 度显著提高，而随着与中心距离的增长，金属中氧元素含量削减，逐步转造成合金的典型组织，这一点能够从显微硬度随距离的增长而降低看出！！。该处氧含量增高而钛含量降低，出格是铝含量较低，比基体资料低3/4，且有其他杂质元素存在，出现出复杂氧化物状态！！。缩孔区域Ti含量显著高于基体部门！！。综合1^#试样缺点特点可知，该处缺点为富集氧的非金属同化并伴有针状裂缝处的富钛元素偏析！！。

2^#试样缺点的描摹是呈类圆形的且部门理论有藐小裂缝的亮斑！！。金相高倍组织显示该处有条形扭曲状的α相荟萃且与周围基体组织有不陆续景象！！。与1^#试样缺点处全数为与基体组织不陆续的缩孔分歧的是，2^#试样只在理论出现了藐小裂缝！！。组织不陆续水平较1^#试样小！！。2^#试样能谱分析显示，其异常区域和正常区域的元素根基一致，氧元素含量偏 高，其缺点处为富有氧元素偏析！！。

4、结论与改进措施

(1)1^#、2^#试样缺点为统一类，属于冶金缺点！！。缺点区左近存在微区化学成分不均匀！！。氧含量偏高，铝、钒含量偏低！！。导致该区域是复杂的氧化物混合态！！。元素偏析会导致工件变形过程中在缺点部门出现疏松、空穴或裂纹！！。缺点重要是微区化学成分不均匀，氧含量偏高氧化严重，形成富氧的同化，形成粗壮的仪相，导致其显微硬度显著增大，而塑性降落！！。因而在变形过程中由于脆性大导致缩孔和裂纹！！。

(2)解除以上冶金缺点的措施应从以下几个方面思考：：：一是要钻研越发美满的铸锭检验步骤，以便及早发现，削减损失，提逾越产效能；；；二是应越发仔细地选择、算帐和节制参与的海绵钛，实时断根氧化严重的海绵钛颗！！！！。

参考文件：：：

【1】 陈畏．钛【M】．北京：：：冶金工业出版社，2008．

【2】 赵永庆，陈永楠，张学敏，等．钛合金相变及热处置【M]．长沙：：：中南大学出版社！！。2012．

【3】 鲍利索娃EA．钛合金金相学[M】．陈石卿，译．北京：：：国防工业出版社，1986

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