TC11钛合金属于高Al当量马氏体型α+β 钛合金，，该合金拥有优异的高温强度，，热不变性及抗蠕变机能，，被宽泛利用于航空航天领域。。。TC11钛合金作为重要的航空和宇航资料，，重要用于制作服役温度在500℃以下的航空发起机压气机盘、、、叶片、、、鼓筒等零件及飞机结构件等。。。随着航空航天技术的飞速发展，，对这些关键部件用钛合金的机能要求越来越高，，要求其拥有越发优异的综合机能。。。而钛合金的综合机能与其最终的组织状态、、、相的比例、、、晶粒的巨细及散布情况亲昵有关。。。

目前，，铸造是钛材热加工中最常用且最有效的加工步骤。。。不仅能够直接铸造成工件的状态，，还能够优化其微观组织，，改善其力学机能。。。但是，，铸造存在遗传性，，会造成制品棒材、、、饼材、、、环锻件等组织不均匀问题，，尤其是大型的饼、、、环锻件。。。为此，，我们选取多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，该变形方式能够使原始坯猜中的铸态晶粒得到充分破碎和再结晶，，从而解除了制品中出现的金相缺点。。。同时，，钻研热处置工艺对大规格环材组织、、、力学机能的影响，，从而确定最优化的热加工工艺。。。

1、、、尝试资料及步骤

本文尝试所用资料为TC11钛合金铸锭，，选取3 次VAR 熔炼，，锭型φ 700mm，，其重要化学成分：：Al：：6.7%，，Mo：：3.3%，，Zr：：1.8%，，Si：：0.3%，，其余为Ti。。。经金相法测定其相变点为1016 ℃，，铸锭经β 相区开坯铸造，，α+β 相区环坯铸造、、、冲孔，， 扩孔成形铸造制得制品规格为φ 830mm/φ 520mm×220mm。。。在环材高度方向上截取试样环进行热处置尝试，，热处置在箱式电阻炉中进行，，其规划见表1。。。

为钻研环材组织和力学机能的均匀性，，将大规格环材按优化出的热处置工艺制度进行整体热处置后，，沿厚度方向分为理论层、、、1/2 层和内表层，，沿高度方向分为上理论、、、H/4、、、H/2、、、3H/4 和下理论（H 为环材高度），，共15 个地位，，进行室温拉伸机能检测，，查核其力学机能的均匀性，，观察分歧方向的显微组织，，查核其组织的均匀性。。。

2、、、尝试了局与分析

固溶温度对TC11钛合金环材机能的影响

1）固溶温度对TC11钛合金环材组织的影响。。。

图1 为TC11钛合金环材经过950℃～ 990℃固溶处置+530℃时效处置6 小时后的显微组织。。。在分歧固溶温度+ 时效处置后，，TC11 环材显微组织是由等轴初生α 相和β 转变组织组成，，β 转变组织上散布着藐小的针状和短棒状次生α 相。。。随着固溶温度由950℃升高到990℃，，等轴初生α 相含量逐步削减，，由950℃时的50% 逐步递减至990℃时的10%，，且初生α 相晶粒尺寸逐步增大。。。同时，，随着固溶温度的升高，，针状次生α 相含量逐步增长且变得越发藐小弥散。。。同时，，陪伴着部门初生α 相的逐步溶化，，未转变的β 相基体含量的饱和度增大，，为次生α 相的析出增大了驱动力，，促使次生α 相的含量逐步增多且藐小而弥散。。。

2）固溶温度对TC11钛合金环材力学机能的影响。。。

TC11钛合金环材经过分歧固溶温度处置后的力学机能如图2 所示。。。

随着固溶温度由950℃升高到990℃，，TC11 合金的强度先升高后降低，，970℃达到峰值，，塑性先降低后升高，，970℃时为低谷，，相比强度的变动，，塑性变动趋向较缓。。。在室温下，，起重要强化作用的是位错，，随着固溶温度升高，，提供的相变驱动力促使次生α相的析出，，在塑性变形时，，弥散的α 相周围产生的应力场故障了位错活动，，同时α 和β 相的界面产生 弥散强化，，使强度大幅提高；
；；随着固溶温度950℃升高到970℃，，其塑性变动不显著，，断面收缩率和锻后伸长率略有降低。。。随着固溶温度升高到980℃，，初生α 相含量骤减，，且初生α 相长大，，导致两相间相界面较少，，对位错的故障作用减弱，，从而使强度降落，，塑性变动略有提高，，由此可知，，在970℃固溶时，，TC11钛合金的强韧性匹配最优。。。

冷却速度对TC11钛合金环材机能的影响TC11钛合金经970℃固溶处置后，，分歧冷却速度的力学机能见表2。。。由表2 能够知，，固溶后选取水冷比空冷抗拉强度高260MPa，，屈服强度高约220MPa，，同时水冷的塑性骤降。。。图3 为TC11钛合金970℃固溶处置后水冷的SEM 组织，，由图3 可知，，水冷时，，高温固溶处置时大量的亚不变β 相被固定下来，，在随后的低温时效过程中，，较多的次生α 相从亚不变β 相分化出来，，并交叉分列在β 转变基体上。。。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。。。这些大量的藐小次生α 相，，交错分列，，相界面故障了滑移的进行，，从而使合金变形难题，，因而，，片状β转变组织越多，，强度越高，，塑性越差。。。

TC11钛合金环材机能均匀性钻研为提高合金的使用不变性、、、机能的不变性，，在现实出产利用中，，TC11钛合金大型饼材、、、环锻件均是在热处置状态下服役。。。钻研热处置工艺对TC11钛合金组织和机能的影响，，得出最优的热处置制度为970℃/保温2hAC+530℃ /6hAC。。。将文中大规格环材φ 830mm/φ 520mm×220mm 依照此热处置制度整体热处置后，，钻研其组织和机能的均匀性。。。图4 为TC11 环材沿壁厚和高度方向分歧地位的显微组织，，由图4 可知，，选取多火次换向镦拔铸造工艺制备大规格环材，，环材在高度方向以及厚度方向的组织均为双态组织，，且组织均匀散布，，等轴初生α 相晶粒尺寸巨细均匀散布。。。对比图4 和图1 中(c)，，均为970℃ / 保温2hAC+530℃ /6hAC 处置后的组织，，发现图1(c) 中初生α 相含量比图4 中少，，而次生α相略多于图4。。。

图5 为TC11钛合金环材分歧地位的力学机能，，由图5 可知，，该环材在径向和厚度方向的力学机能均匀性优良，，抗拉强度Rm 的极差值为15MPa，，屈服强度Rp0.2 的极差值为18MPa，，断后伸长率A 的极差值为4.5%，，断面收缩率Z 的极差值为12%。。。对比图5和表2，，一样固溶时效处置后，，试样热处置比环材整体热处置机能逾越约80MPa，，塑性变动不大。。。在现实出产过程中，，能够通过加快环材在空气中冷却速度而提高其强度。。。

三、、、结论

1、、、TC11钛合金随着固溶温度的升高，，初生α相含量逐步削减，，且初生α 相晶粒尺寸逐步增大，，次生α 相含量逐步增多。。。室温强度随着固溶温度的升高先升高后降低，，同时塑性变动幅度不大。。。

2、、、随着冷却速度的加快，，TC11钛合金强度增大，，塑性骤降。。。

3、、、 选取多火次镦拔换向铸造的TC11 大规格环材的组织和力学机能均匀性优良。。。在970℃ /2hAC+530℃ /6hAC 固溶时效后，，环材拥有不变的强塑性。。。

有关链接