代春等

摘 要：文章研究了不同固溶時效制度BTi-6554對管材的力學性能的影響。研究表明，在所選的熱處理工藝中，熱處理為770℃/30'WC+580℃/保6h·AC制度下的強度-塑性匹配較好。

關(guān)鍵詞：高強度；固溶時效；力學性能

隨著艦船及航空工業(yè)的發(fā)展，迫切需要高結(jié)構(gòu)效益的鈦合金材料，因此高強高韌成為鈦合金發(fā)展的主要方向之一。例如，上世紀七十年代，兩種典型的高強高韌鈦合金——Ti-1023（Ti-10V-2Fe-3Al） 和BT22（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）替代高強度鋼（如30CrMnSiA）用于制造飛機承力構(gòu)件，使飛機結(jié)構(gòu)減重20%以上，目前該兩牌號鈦合金在航空領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著國內(nèi)外宇航及艦船工業(yè)的發(fā)展，人們希望得到更高強度和更高韌性相匹配的鈦合金材料[1]。

BTi-6554合金是我國自主研制開發(fā)的一種新型β型高強高韌鈦合金，其強韌性的匹配優(yōu)于Ti-1023及BT22，是一種高結(jié)構(gòu)效益鈦合金。合金開發(fā)經(jīng)歷了成分設(shè)計、實驗室試驗、小型試驗及中型試驗四個階段。目前已可批量生產(chǎn)棒材及管材。BTi-6554合金是宇航、兵器、艦船等行業(yè)結(jié)構(gòu)件用材的優(yōu)良材料，已先后提供航天緊固件、兵器某彈戰(zhàn)斗部、海底電纜管道、裝甲板、一級方程式賽車彈簧等不同行業(yè)試驗用料。文章介紹了該合金的管材的研制，為航天及艦船工業(yè)提供了一種新型高結(jié)構(gòu)效益的鈦合金。

1 實驗材料和方法

實驗用寶鈦集團真空自耗電弧爐經(jīng)兩次熔煉的鑄錠，其主要化學成份為：Al4.0， Mo5.1，V5.0， Cr5.4，相轉(zhuǎn)變溫度約為790℃。該鑄錠的在2500t快鍛機鍛造多個火次鍛造規(guī)格為210mm棒材。在3150t擠壓機上擠壓規(guī)格為Φ81×12mm，熱處理后再進行機加工得到我們的需要的產(chǎn)品。

用此擠壓管材做以下熱處理實驗后對棒材進行室溫拉伸性能及顯微組織研究。根據(jù)本產(chǎn)品的性能要求，文章中選用的熱處理制度如下：

2.3 結(jié)果分析

從力學性能統(tǒng)計情況來看，R態(tài)的室溫強度達到870MPa，在工程上很難得到應(yīng)用，文章選用的上述熱處理制度由于時效制度的差別反映在力學性能上隨時效溫度的提高室溫強度逐漸降低，抗拉強度分布在1075～1328MPa之間。延伸率變化不大，δ5在10～11.5%之間。從數(shù)據(jù)情況來看，770℃/保30'WC+580℃/保10h·AC制度下的強度及塑性均較好。

從顯微組織圖3的圖A、B、C、D來看，兩相區(qū)固溶+時效處理后，顯微組織為均勻少量的初生α+時效基體的雙態(tài)組織。晶粒內(nèi)分布著不同程度的第二相粒子析出，在四種熱處理條件下，彌散析出的針狀次生α相組成了片層結(jié)構(gòu)，這些平行的片層結(jié)構(gòu)間，又有許多短的針狀次生α相形成，兩種形態(tài)的次生α相交織在一起，具有很高的強化效應(yīng)，使其管材強度處于較高水平[2]。

3 結(jié)束語

（1）文章選用的四種熱處理制度下770℃/保30'WC+580℃/保10h·AC制度下的強度-塑性匹配較好。（2）通過熔煉、鍛造、擠壓方法通過后續(xù)的熱處理生產(chǎn)BTi-6554高強高塑鈦合金管材是可行的。

參考文獻

[1]王韋琪，等.陜西有色金屬控股集團有限責任公司第一次科技大會論文集[Z].2013.

[2]葛鵬，等.稀有金屬材料與工程[Z].2005，5：790-794.