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TA15鈦合金板材（化學(xué)成分）熱處理對(duì)組織性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時(shí)間：2014-10-27
TA15合金是前蘇聯(lián)研制的近α鈦合金，其名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，屬高鋁當(dāng)量近α型合金，主要應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)上，薄板用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，厚板用于大截面構(gòu)件。
TA15合金是前蘇聯(lián)研制的近α鈦合金，其名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，屬高鋁當(dāng)量近α型合金，主要應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)上，薄板用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，厚板用于大截面構(gòu)件。該合金具有較高的室溫及高溫強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，可制成板材、棒材、鍛件等。目前，國(guó)產(chǎn)的TA15鈦合金板材性能與俄羅斯同類合金B(yǎng)T20相比性能穩(wěn)定性較差。因此對(duì)該合金板材在不同熱處理溫度下組織性能的變化進(jìn)行研究具有重要的意義。研究人員通過對(duì)TA15合金板材進(jìn)行不同溫度的熱處理，分析了750～850℃區(qū)間內(nèi)熱處理溫度對(duì)TA15厚板和薄板組織、常溫性能、高溫性能的影響，可為不同厚度TA15板材的熱處理工藝選擇提供依據(jù)。
試驗(yàn)用TA15合金板材成分為Al6.7，Zr2.0，Mo1.7，V2.2，余量為Ti。對(duì)厚度為45mm厚的中厚板采用750、800、850℃，1h進(jìn)行退火，對(duì)2.5mm厚的薄板，采用750、800、850℃，40min進(jìn)行退火，最后對(duì)上述退火后的厚板和薄板進(jìn)行組織、性能測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果如下：
（1）厚度為45mm的TA15板材在750℃退火時(shí)抗拉強(qiáng)度最高，800℃最低，隨著退火溫度升高至850℃，抗拉強(qiáng)度又略有上升。此時(shí)板材的橫向延伸率與抗拉強(qiáng)度成反比，而縱向延伸率在退火溫度為800℃時(shí)達(dá)最低值15%。750℃退火時(shí)TA15板材組織不均勻，晶粒尺寸范圍為5～100μm，且存在長(zhǎng)條狀初生α晶粒。
（2）基于45mm的TA15厚板750℃熱處理時(shí)再結(jié)晶發(fā)生不完全，對(duì)2.5mm的TA15薄板采用800、830、850℃，保溫40min進(jìn)行熱處理，可以看到隨變形量增加，2.5mm薄板強(qiáng)度明顯增加，比45mm厚板增強(qiáng)約200MPa，說明隨變形量增加晶粒破碎明顯，提高該合金強(qiáng)度。800℃熱處理時(shí)對(duì)應(yīng)最高的強(qiáng)度，但塑性較低，830℃熱處理時(shí)強(qiáng)度略有下降，但塑性升高，這與退火溫度升高，回復(fù)與再結(jié)晶進(jìn)行完全有關(guān)。
（3）TA15厚板與薄板在850℃時(shí)初生α相略有減少，次生α相在基質(zhì)內(nèi)析出的數(shù)量與長(zhǎng)大達(dá)到最佳匹配，對(duì)應(yīng)著強(qiáng)度與塑性的同時(shí)提高。而且隨熱處理溫度升高，橫縱向差異逐漸減小。
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