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Ti-6242S鈦合金（化學(xué)成分）大直徑棒材的組織與性能
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：2015-04-15
Ti-6242S鈦合金名義成分為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，屬于近α型鈦合金，具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的抗蠕變性能，主要用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇圓盤、壓氣機(jī)盤、葉片和機(jī)匣等。
???Ti-6242S鈦合金名義成分為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，屬于近α型鈦合金，具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的抗蠕變性能，主要用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇圓盤、壓氣機(jī)盤、葉片和機(jī)匣等。隨著大型飛機(jī)工程用鈦量不斷增加，為提高飛機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，減少碳排放及噪音污染，要求原始設(shè)備制造商們生產(chǎn)更高涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此飛機(jī)用鈦合金鍛件的尺寸和重量也日益增加。為滿足飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，科研人員經(jīng)過多年的研究，采用萬噸自由鍛造機(jī)、3150t水壓機(jī)和2500t快鍛機(jī)，研制開發(fā)了直徑為265mm的Ti-6242S鈦合金高性能棒材，以滿足航空制造業(yè)的需求。
實(shí)驗(yàn)采用三次真空自耗電弧爐（VAR）熔煉的Ф720mmTi-6242S鈦合金工業(yè)鑄錠，主要成分為（wt%）：Ti（余量）；5.5～6.5%Al；1.8～2.2%Sn；3.6～4.4%Zr；1.8～2.2%Mo;?0.06～0.1%Si，符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。由金相法測(cè)得α+β/β相轉(zhuǎn)變溫度為990～1010℃。鑄錠開坯階段，在β相區(qū)采取逐級(jí)降溫的加熱方式，經(jīng)萬噸壓機(jī)、3150t水壓機(jī)和2500t快鍛機(jī)多火次鐓拔變形，總鍛比大于15，保證坯料在β相區(qū)得到充分的變形。通過破碎和初次再結(jié)晶，細(xì)化晶粒。棒材的中間鍛造和成品鍛造在α+β兩相區(qū)進(jìn)行多火次鐓拔變形，并采用高-低-高鍛造工藝，總鍛比大于18，使晶粒充分破碎和均勻，制成Ф265mm規(guī)格的成品棒材。
棒材在法國MATELSCAN公司生產(chǎn)的自動(dòng)探傷設(shè)備上進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)。在棒材本體上切取實(shí)驗(yàn)用料，檢測(cè)棒材的組織及力學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果如下：
（1）經(jīng)過970℃/1h·風(fēng)冷+593℃/8h·空冷熱處理后，棒材呈現(xiàn)典型的雙態(tài)組織形貌。
（2）棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1030MPa左右，屈服強(qiáng)度為920MPa左右，伸長率約為15%，斷面收縮率約為39%。棒材不同部位的橫、縱向室溫拉伸性能相當(dāng)，均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，且具有較大的富余量。
（3）在400～600℃溫度范圍內(nèi)，隨著實(shí)驗(yàn)溫度的升高，合金強(qiáng)度下降，塑性增加。當(dāng)溫度高于550℃時(shí)，合金強(qiáng)度下降較快，塑性有較大幅度的升高。在550℃時(shí)，Ti-6242S鈦合金大規(guī)格棒材仍具有較高的強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度大于680MPa。
（4）采用多通道分區(qū)水浸法探傷，發(fā)現(xiàn)棒材底波均勻性好，聲能衰減均勻，噪聲水平滿足AMS?2631B?AA級(jí)要求。
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