ta15钛合金是一种高Al当量的近α型钛合金

TA15钛合金是一种高Al当量的近α型钛合金,其主要强化机制:通过添加α稳定元素Al固溶强化,加入中性元素Zr和β稳定元素 Mo,V进行补充强化并改善工艺性能。因此该合金既具有α型钛合金良好的热强性和可焊接性,又具有(α+β)型钛合金的工艺塑性,特别适合于制造各种焊接零部件1-31,广泛应用于飞机发动机和飞机结构件中。但TA15合金作为摩擦运动副零部件,其服役环境恶劣,要求具有优异的综合性能(“。

目前对TA15合金热处理过程中微观组织的变化方面已经开展较多工作,大多数将热处理温度区间划分为(α+β)相区和β相区两部分,关注普通退火或空冷后TA15合金的微观组织情况以及对强度、塑性的影响。沙爱学571等人对 TA15合金进行普通退火工艺试验时发现,试样的抗拉强度随退火温度升高而提高,升幅在60~100 MPa左右。强度提高的原因是亚稳定β相在临界温度以上发生分解,弥散析出的次生α相具有强化作用。张旺锋(]等人通过理论和试验发现,对于近α型钛合金通过等温近β变形并结合合理的冷却可获得综合性能优异的三态组织(由约含20%等轴α , 50%~60%条状α构成的网篮和β转变基体组成)。文献[10]以三态组织为目标分析了3种热加工工艺组合下TA15合金局部加载成形组织演化,热处理对组织变化敏感且机理复杂。

为了系统地研究TA15合金微观组织演变机理,本文以 TA15合金为研究对象,分析了不同温度及冷却速度下微观组织的变化规律,目的是通过采用不同的热处理工艺调整合金的显微组织,从而改善TA15合金力学性能。

试验材料和方法

试验用材料为TA15合金,尺寸为16 mm ×16 mm ×4 mm,化学成分见表1。由Ti-Al相图可知,当AI含量达到6%时,相变温度为990~1010 ℃。选择β区(1030 ℃).( α +)区上部( 980 ℃).(α+β)区中部(900 ℃).(a +β)区下部(820 ℃)4个典型的温度进行试险[11-12]试样的编号和对应的热处理工艺列于表2。