固溶時(shí)效對(duì)Ti6242耐磨板合金組織性能的影響

  Ti6242耐磨板合金屬于近α合金,國內(nèi)牌號(hào)為TA19,因其良好的高溫性能可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件和飛機(jī)蒙皮材料。Ti6242耐磨板合金的名義成分為Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo,其中添加鋁是一種有效的α穩(wěn)定元素;添加鉬是中等含量的強(qiáng)β穩(wěn)定元素;而添加的錫和鋯是固溶強(qiáng)化元素,對(duì)相的穩(wěn)定作用是中性的;這些合金元素的綜合作用是產(chǎn)生一種弱β穩(wěn)定的α+β合金,由于該合金是弱β穩(wěn)定合金,所以該合金為近α型的α+β合金。

  科研人員對(duì)不同溫度下固溶時(shí)效處理后Ti6242耐磨板合金的室溫拉伸性能及組織進(jìn)行了研究,其目的在于研究不同固溶溫度下Ti6242耐磨板合金組織與拉伸性能的關(guān)系。旨在優(yōu)化Ti6242耐磨板合金的熱處理制度,并為實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)中熱處理提供理論依據(jù)。

  實(shí)驗(yàn)所用材料為真空自耗電弧熔煉制備的Φ460mm的TA19鑄錠,采用差熱分析法測得合金的相變點(diǎn)為991℃。將鑄錠在β相區(qū)進(jìn)行三火次開坯、鍛造至Φ100mm,經(jīng)α+β兩相區(qū)軋制為Φ16mm的棒材。兩相區(qū)軋態(tài)的組織為α+β加工組織。實(shí)驗(yàn)合金采用的熱處理制度為不同溫度(910、940、970、985、1000、1015和1030℃)保溫1h水冷+600℃保溫8h空冷。拉伸試驗(yàn)采用Instron型拉伸機(jī),采用OLYMPUSPMG3型倒置式顯微鏡和JSM-6760掃描電鏡觀察材料的顯微組織。對(duì)所拍照片采用Photoshop6.0進(jìn)行圖像處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)等軸α相、條狀α相的剝離,完成之后采用Image-Pro-Plus6.0圖像處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)等軸α、條狀α含量及尺寸的統(tǒng)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明:

 ?。?)固溶溫度為910~985℃時(shí),隨固溶溫度的升高,等軸α尺寸及片層厚度的增加削弱了條狀α增加對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)作用,導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度降低,伸長率和斷面收縮率等塑性指標(biāo)變化較小。
 ?。?)固溶溫度為1000℃時(shí),條狀α尺寸的增加引起了抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度降低;等軸α含量降低顯著(5%~6%),組織的變形協(xié)調(diào)能力下降,塑性降低,伸長率降低3%,斷面收縮率降低16%。
  (3)在相變點(diǎn)以上15~30℃固溶處理時(shí)得到魏氏體組織,表現(xiàn)為強(qiáng)度和塑性的急劇減小,斷面收縮率僅為14%~15%,強(qiáng)度顯著下降,屈服強(qiáng)度約為900MPa,抗拉強(qiáng)度約為1060MPa;隨溫度升高,1030℃時(shí)片層α的長度減小,寬度增大,材料性能有所回升。