BT25y钛合金精锻棒材组织与性能的研究

能 较差 。而魏 氏组 织 、 网篮 组 织 由一 束 束 平 行 排 列 的条 束组成 ，有 些 条束 的取 向平 行 于 载 荷方 向 ，晶
界 承受 的剪 切 应力 较 低 ，减 少 了 晶界 滑 移 ，因而 具 有 较好 的蠕 变性 能 Ｊ 。但魏 氏组织 塑 性 差 ，在 钛
表 ４ 不 同组织的 Ｂ ２ ｙ Ｔ ５ 钛合金棒材蠕变性能
蠕 变性能 线
（ ） 氏组织 、网篮组织和 等轴组织 的 Ｂ ２ ｙ ２魏 Ｔ５ 钛合 金精 锻 棒 材 在 ４０℃ 温 度 、７ ０ＭＰ ０ ０ ａ应 力条 件
下 ，均具有 较好 的持久 性能 。 （ ） ４ ０℃ 温度 、３ ０ ＭＰ 应 力 、加 载 １ ０ｈ ３在 ０ ８ ａ ０
ｓｒ ｎ ｔ ｔ ｒ ｏ ａ ｄ ｈ ｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｗ ｉ ｒ ａ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ｄ ｎ ｔ ｔ ｎ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｏ ｖｏ ｓ ｏ ｔ ｇｈ ａ ｏ ｍ ｎ ｉｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｕ ｔ ｆ ｔ ｅ ｗｉ ｍａ ｓ ｔ ｔ ｔ ｒ ｓ ｂ ｉｕ ｌ ｌ ｗ； Ｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ａｅ ｕ ｙ ｈ
组 织 的持久 性 能要 好 于等 轴 组 织 Ｊ ，但 由于 Ｂ ２ ｙ Ｔ５ ＇
合 金标 准 中属 于不 合 格 组 织 ，所 对 应 的性 能 数 据 仅
对 材料 研究具 有一 定 的价值 。
钛合金本身具有 良好的持久性能 ，因此在 ４０ ｏ温 ０ Ｃ
度 、７ ０ＭＰ 应力 下 ，加 载 １ ０ｈ后均 未断裂 ，持久 ０ ａ ０ 性 能没 有表 现 出差 异 。
第２ ９卷 第 ２期
２０１ 焦 ２
４月
Ｔ ｉ
Ｖ２ ２２ ＡｌＮ ｏ９ ０ ｐ ｏ １ ． ． １ ｒ ｉ
Ｂ ２ ｙ钛 合 金 精 锻 棒 材 组 织 与性 能 的研 究 Ｔ５
韩 如旭
（ 宁夏东方钽业 股份有 限公 司，宁夏 石嘴 山 ７ ３ ０ ） ５０ ０
摘
要 ：研究 了 Ｂ ２ ｙ Ｔ ５ 钛合金精锻棒材的组 织与力学性 能。结果表 明：具有 网篮组织 和等轴组织 的 Ｂ ２ ｙ Ｔ ５ 钛合 金精
锻棒材室温 、高温拉伸性 能较好 ，且两者拉伸性能十分接近 ，而魏氏组 织的断面收缩率 和延伸率较低 ，表 现出较差
的塑性 ；魏 氏组织 、网篮组织和等轴组织在 ４ ０℃温度 、７ ０ＭＰ 应力 条件下均具有较好 的持久性 能 ；在 ４０℃温 ０ ０ ａ ０ 度 、３ ０Ｍ ａ ８ Ｐ 应力 、１０ｈ蠕 变条 件下 ，魏 氏组 织 、网篮组 织具 有较 好 的蠕 变性 能 ，等轴 组织 的蠕 变 性能 则相 对 ０
—
３ ７５．
［ ］白新房 ，赵永庆 ，郑翠萍 ，等．不 同组织形 态 ＴＡ钛 合 ４ Ｃ 金力学性 能 研究 ［ ］ Ｊ ．钛 工业 进 展 ，２ １ ，２ （ ） ６ ０ １ ８ ３ ：２
—
２ ９．
Ｓ ｕ ｎ Ｒｅａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｏ ｔ ｄｙ ｏ ｌ ｔｏ ｆＳ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｆＢＴ２ ｔ ｎ ｕｍ ５ｙ Ｔｉａ ｉ Ａｌ ｙ Ｆｉ ｉｈ Ｆｏ ｇ ｄ Ｂａ ｌ ｎｓ ｒ ｅ ｒ ｏ
和相 变点 以下 ４ ６ ０～ ０ｃ 锻 ，得 到 ４１ ｍ 的成 品 Ｃ精 ）８ｍ
棒 材 。成 品棒 材 经 ９ ０ ℃／ ／ Ｃ＋５ ０ ｏ ／ ／ Ｃ ３ １ｈ Ａ ４ Ｃ ６ ｈ Ａ 双 重热处 理后 ，用 Ｘ Ｌ（ Ｊ＿ ） ２型金 相 显微 镜 观察 其 显 微
组 织 ，用 Ｉｓｏ－５７电子拉 伸试 验 机测 试 其 室 温 、 ｎｔｎ４ ０ ｒ 高 温拉伸 性能 ，用 Ｒ ． Ｄ２高温 持久 蠕变试 验机 测试 其
Ｔａ ｌ Ｃｒ ｅ ｏ ｒｉｓ ｏ ｂ ｅ４ ｅ ｐ ｐｒｐｅ ｔｅ ｆＢＴ２ ｌｏ ａ ｓ ｗｉｈ ５ｙ ａｌ ｙ ｂ ｒ ｔ ｄ ｆｅｅ ｉｒｓｒ ｅ ｕ ｅ ｉｆｒ ｎｔｍ ｅ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｓ
［］ １ 王金友 ，葛志 明 ，周彦 邦．航 空用 钛合 金 ［ ．上 海 ： Ｍ］
篮组织 （ １ ） 图 ｂ ；③在 相变点 以下 ４ ６ ０～ Ｏ℃精锻 ，
得到 的组织 为等轴 ＋ 转变 组织 （ １ ） 图 ｃ。 图 ２为不 同组 织 Ｂ ２ ｙ合 金 经 双 重 退 火 后 的 室 Ｔ５ 温拉 伸 断 口形 貌 。从 图 ２可 见 ，分 别 为 等 轴 组 织 、 网篮 组织 和魏 氏组 织 的 Ｂ ２ ｙ 合金 精 锻棒 材 室 温 Ｔ５ 钛
上 海 科 学 技 术 出 版 社 ，１８ ：２ １ ９５ ２．
［ ］辛社 伟 ，赵 永庆 ．关 于 钛合 金热 处 理和 析 出相 的讨 论 ２
［］ Ｊ ．金属 热处 理 ，２ ０ ，３ （ ） ９— ２ ０ ６ １ ９ ：３ ４ ．
［ ］Ｗａｅ Ｌ ｔｊ ｉｇ Ｇ ｎ ｕｎｅ ｏ ｔｅ ｍｅｏｔ ｅ ｒ ｎ ３ ｇｒ ，Ｌ ｔｒ ．Ｉｆ ｅｃ ｆ ｈ ｉ ｓ ｕｔ ｅｏ ｉｅ ｎ ｌ ｒ ｒ ｕ
ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｒ ｓ ｌｓ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｂ ｓ ｅｗｅ ｖ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｄ ｅ ｕ ａ ｅ ｃｏ ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｖ ａｍｏ ｔ ａ ｅ ｓｌ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ａ ｋ ｔ ａ ｅ ｍｉｒ ｓｒ ｃｕ ｅ ｎ ｑ ｉｘ ｄ ｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ｌ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ｎ ｉ ｅ
用水压 机 对 铸 锭 进 行 开坯 锻 造 ，多 火 次 锻 制 成 ＋ ２ ｍ棒坯 ，精 锻成 ３ ｍ 的棒材 。再 分别 在相 １０ｍ ６ｍ 变点温度 以上 ２ ４ 、相变 点温度 以下 ｌ ２ Ｃ ０～ ０℃ ０～ ０ｑ
收 稿 日期 ：２ １ —１ ２ ０ １ ２— ３ 作 者简介 ：韩如旭（ ９０ ） １７ 一 ，男 ，工程师 。
在 晶界处受 到 阻 碍 而 聚集 产 生 应 力 集 中 ，使 晶 界 承
受更 高 的剪 切应 力 ，加 大 了 晶界 滑 动 ，因而 蠕 变 性
条件 下 ，魏 氏组 织 、网篮 组 织 的 Ｂ ２ ｙ钛 合 金 精 锻 Ｔ５ 棒材 的蠕 变性 能好 于等轴组 织 的蠕变性 能 。
参 考 文 献
拉伸断 口均 为韧窝断 口。等轴组织 的韧 窝大而深 ，
而且 很 均 匀 ； 网篮 组 织 的韧 窝 细 而 浅 ，也 很 均 匀 ； 而魏 氏组织 的韧 窝均 匀 性 不 好 ，有 些 部 位 能 清 楚地
钛 工 业 进 展
Ｔｔｎｕ ｄ ｓ ｙ ｒｇｅｓ ｉ ｉｍＩ ｕｔ ｏｒｓ ａ ｎ ｒＰ ２ ９卷
合金 是在 前苏 联 的 Ｂ ２ Ｔ ５合金 基础 上发 展而成 的 ，主 要 在原 Ｂ ２ 金成 分 的基 础上 调 整 了 Ｍｏ ｒ 合 Ｔ ５合 、Ｚ 等
金元素的含量 ，使合金 的强度指标得到提高 ，并改
善 了合 金 的高温性 能 。Ｂ ２ ｙ Ｔ５ 钛合 金 可在５０ 下长 ５ 期 工作 ，在 ６ ０℃ 时的工作 寿命 可达 ５０ｈ ０ ０ 。可加 工 成 棒材 、锻 件 、模 锻件 等 ，用 于制造 航 空发 动机 盘 、 叶片 等零件 Ｊ 。国 内对 Ｂ ２ ｙ 合 金 材 料 的研 究 尚 Ｔ５ 钛 处 于工 程试 验 阶段 ，有关 其 棒 材 组 织 与性 能方 面 的 资料很 少 。为此 ，进 行 了 Ｂ ２ ｙ钛 合 金 精 锻棒 材 的 Ｔ５ 试 制 ，研究 了其组 织 与 性 能 的关 系 ，为 该合 金 精 锻 棒 材工 业化 生产工 艺优 化及 应用提 供参 考 。
组织类型 起
伸率 总
率 弹
伸率 残
伸率
ｓ ｏ ｔｃａ ｋ ｐ ｏ ａ ａｉｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｉ ＋Ｂ ｔ ａ ｉ ｍ ｌ ｙ ｈ ｒ ｒ ｃ ｒ ｐ ｇ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｎ ａ ｏ ｉ ｎ ｕ ａｌ ｔ ｏ
［ ］ Ｚ ｉｅｒｔｆｒ Ｍｅ ｌ ｕ ｄ ，１８ ，７ １） ６ Ｊ ． ｅ ｓｈｉ ｔ ｔｌ ｎ ｅ ９ ７ ８（ ：３ ９ ｔ ｆ ｉ ａｋ
持久及蠕 变性 能 。
３ 结果 及 讨 论
３ １ 组 织对合 金拉伸 性 能的影 响 ． 经 过不 同工 艺 锻 造 的 ， ８ ｍ Ｔ ５ ／ ｍ Ｂ ２ ｙ钛 合 金 棒 ， １
２ 实 验
原材料 选 用 一 级海 绵钛 、海 绵 锆 、铝 豆 和 中 间 合 金 ，采用 真空 自耗 电 弧 炉经 ３次 熔 炼 得 到 质量 为 ２０ｋ ０ ｇ的 Ｂ ２ ｙ钛 合金 铸 锭 。表 １为 Ｂ ２ ｙ钛 合 金 Ｔ５ Ｔ５ 铸锭 化学成 分 。用 金 相 法测 得 Ｂ ２ ｙ钛 合金 的 转 Ｔ５
３ ３ 组织对 合金蠕 变性 能的 影响 ．
４ 结 论
（ ） 有 网 篮组 织 和等 轴 组 织 的 Ｂ ２ ｙ钛 合 金 １具 Ｔ５
表 ４给 出 了不 同类 组 织 的 Ｂ ２ ｙ钛 合金 精 锻 棒 Ｔ５
材在 ４ ０ｏ ０ Ｃ温度 、３ ０ＭＰ 应力 、加 载 １０ ｈ 的蠕 ８ ａ ０ 后 变性 能 。从 表 ４可 见 ，在 ４ ０ ｏ 度 、３ ０ ＭＰ ０ Ｃ温 ８ ａ应
变温 度 为 ９ ５ｑ ６ Ｃ。
材 ，得 到 ３种不 同类 型 的组 织 （ 图 １ ：① 在 相 变 见 ） 点温度 以上 ２ ４ 精 锻 ，得到 的组 织 为魏 氏组 织 ０～ ０ （ １） 图 ａ ，该组 织 细小 ，并保 留了原 始 晶界 ；② 在
相变点 以下 １ ２ ０～ ０℃精锻 ，得到 的组织 为编 织 状 网
Ｈａ ｘ ｎ Ｒｕ ｕ
（ ｉｇｉ Ｏ ｉ ｔ ａｔ ｕ ｄ ｓｙＣ ． ｔ． ｈｚｉ ａ ５ ００ ｈｎ ） Ｎｎｘａ ｒ ｎ Ｔ ｎａ ｍ Ｉ ｕｔ ｏ，Ｌｄ，Ｓｉ ｓ ｎ７ ３ ０ ，Ｃ ｉａ ｅ ｌ ｎ ｒ ｕｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｗ ｄ ｔ ｄ ｎ ｒ ｌｔ ｎ ｏ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｆｔ ｅ Ｂ ２ ｙ ｔ ａ ｉ ｍ ｌ ｙ Ｔ ｅ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ， ｅ ｍａ ｅ ａ ｓ ｙ ｏ ｅ ａｉ ｆｓｒ ｔｒ ｎ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ Ｔ ５ ｔ ｎｕ ａｌ ． ｈ ｕ ｏ ｕ ｆ ｈ ｉ ｏ
Ｂ ２ ｙ 合 金 名 义 成 分 为 Ｔ．．Ａ － Ｏ ｏ２Ｏ ｎ Ｔ５ 钛 ｉ ０ ｌ ． Ｍ 一 Ｓ ６ ４ ．
４０ ｒ１０ ０ ２ ｉ ． Ｚ一． Ｗ－． Ｓ，是 Ｔ—ｌ ｎＺ— － Ｓ 系马 氏体 ｉ — —ｒ Ｗ—ｉ Ａｓ Ｍｏ
１＋ ９ 型变形热强钛合金 ，具有优异 的综合性能。该 ／
较差 。
关键词 ：Ｂ ２ ｙ钛合金 ；精锻棒材 ；显微组织 ；力学性能 Ｔ５
ｌ 刖 １ － － ‘ 吾 － Ｌ
表 １ Ｂ ２ ｙ钛合金铸锭化 学成分 （ ／ Ｔ５ ｗ ％）
Ｔ ｂ ｅ １ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｏ ｏ ｉ ｏ ｆＢ ２ ｙ ｔ ａ ｉｍ ｌ ｙ ｉ ｇ ｔ ａ ｌ ｈ ｍｉａ ｍｐ ｓ ｉｎ ｏ Ｔ ５ ｉ ｎ ｕ ａｌ ｎ ｏ ｃ ｔ ｔ ｏ
精 锻棒 材 的室 温 、高 温 拉 伸性 能 较 好 ，且 两 者 的性 能十分 接近 ，而 魏 氏组 织 的伸 长 率 和 断 面 收缩 率 较 低 ，表 现 出较 差 的塑性 。
力 、加载 １０ ｈ条 件 下 ，魏 氏组 织 和 网 篮 组 织 的 ０ Ｂ ２ ｙ 合金 精 锻 棒 材 的 蠕 变性 能好 于等 轴 组 织 的 Ｔ５ 钛