轧制工艺对Ti—62A钛合金厚板组织及性能的影响

轧制工艺对Ti—62A钛合金厚板组织及性能的影响

文章通过两种轧制工艺获得Ti-62A钛合金厚板，并对比组织及性能。结果表明：两种工艺，分别获得等轴组织和网篮组织，并对两种组织对应的性能进行了比较，以期为该合金板材生产提供参考。

标签：轧制工艺；组织；性能

Ti-62A合金是一种α+β型钛合金，属于Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si-X系合金。该合金是在Ti-62222S合金基础上，通过合理的成分设计，研究开发的一种高强高韧损伤容限型钛合金[1]。目前，属于损伤容限型的钛合金有TC4ELI，Ti-62222S 和TC11DT等。其中：TC4ELI的屈服强度为900MPa，属于中强损伤容限型钛合金；其余两种的屈服强度均为1000MPa，属于高强损伤容限型钛合金。其中，TC4ELI 和Ti-62222S合金已大量应用于美国第四代战斗机F-22[2]。

文章通过两种轧制工艺获得Ti-62A合金厚板，并对比组织及性能，以期能为该合金的厚板生产提供参考。

1 实验

1.1 材料

选用的钛合金，通过3次真空自耗熔炼制得合金铸锭，化学成分按名义成分控制。采用金相法测得α+β→β相转变温度为970±5℃。

1.2 工艺方案

铸锭经β相区开坯锻造成厚度为200～250mm的板坯，此后分两种工艺轧制：工艺A：两相区开坯→ 两相区轧至40mm。

工艺B：两相区开坯→β处理→ 两相区轧至40mm。

经两种工艺轧制后，板材经750℃/2h AC热处理后取试样进行性能检测。

2 结果及讨论

2.1 显微组织

该合金板材经两种工艺轧制后的显微组织见图1。

由图1中a可看出，该合金经两相区开坯后，锻造态组织均已转变成较均匀细小的等轴组织。b图，经工艺A轧至40mm，总变形量进一步增加，等轴组织

更加均匀细小，为典型的等轴组织。d图，经工艺B轧至40mm，β晶粒（c图，β处理后）在变形过程中被破碎，原始β晶粒内的α片变短，各α片层交错排列，形成网篮组织。由于β处理后变形量较小，存在未完全破碎的β晶界。板材经750℃/2h AC热处理后，组织基本变化不大（图e、f）。

2.2 力学性能

两种工艺轧制及热处理后板材的性能见表1，性能对比见图2。

由表1，板材经工艺A轧制后，抗拉强度达到1138Mpa，延伸率为19%，均高于工艺B轧制板材（图2）；经工艺B轧制后，板材冲击韧性值最高，为39J/cm2，由图2可看出，工艺A与工艺B相比：板材的强度、塑性值较高，但冲击韧性值较低。经750℃/2h AC热处理后板材的强度、塑性、冲击韧性值有所降低。

3 结束语

（1）经工艺A和工艺B轧制，板材分别获得了等轴组织和网篮组织，且组织均匀。（2）工艺A与工艺B相比：板材的强度、塑性值较高，其值分别为1138Mpa，19%，但工艺B轧制板材冲击韧性值较高，为39J/cm2。经750℃/2h AC 热处理后板材的强度、塑性、冲击韧性值均有所降低。

参考文献

[1]孙明.热处理对Ti-62A合金厚板组织及性能的影响[J].中国有色金属学报，2010，20（1）：681-684.

[2]恒磊，周廉，周义刚，等.高强韧钛合金评述[J].稀有金属快报，2004，23（10）：5.

[3]稀有金属材料加工手册编写组.稀有金属材料加工手册[M].北京：冶金工业出版社，1984：74.

作者简介：齐炜（1985-），男，汉族，在职研究生，现在宝钛集团板带厂工作。