熱加工溫度對Ti6242S合金小規格棒材組織及性能的影響

Ti6242S合金是美國Timet公司在1974年研製成功的具有高蠕變抗力的高溫鈦合金，其名義成分為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，最高使用溫度在550℃左右，主要用於航空發動機高壓壓氣機盤和葉片。在國外，尤其是歐美國家，Ti6242S合金的應用非常成熟，已成功應用於F414、F119、TRENT800等先進的軍用和民用航空發動機上，是550℃以下壓氣機盤和葉片的首選鈦合金材料。從公開發表的文獻看，國內對Ti6242S合金的研究主要以熱處理對組織與性能關係研究居多，而對熱加工溫度對組織和性能的影響研究較少，尤其是對於葉片用小規格棒材。隨著我國航空工業的不斷發展，對高壓壓氣機葉片用的小規格棒材提出了更高的要求。因此，研製葉片用優質高溫鈦合金小規格棒材勢在必行。

科研人員採用三種熱加工溫度製備Ti6242S合金棒材，對比分析了溫度對棒材顯微組織、力學性能及探傷雜波水平的影響，旨在為工業化生產葉片用Ti6242S合金小規格棒材的工藝制定及優化提供依據。

實驗材料選用優質Ti6242S合金鑄錠，其化學成分符合AMS4975標準要求。用金相法測得該合金的α+β/β相變點為1010～1015℃。鑄錠經高溫開坯鍛造，得到規格為Φ85mm的精密鍛造用棒坯。棒坯的邊緣、1/2R處和心部的鍛態顯微組織均為等軸組織。採用SXP-16精密鍛造機，分別以920、940、960℃三種不同的熱加工溫度將Φ85mm的Ti6242S合金棒坯精鍛至Φ32mm葉片用小規格棒材。力學性能試樣經980℃×1h/AC+595℃×8h/AC熱處理。試驗結果表明：

（1）分別經過920、940、960℃精密鍛造獲得的Ti6242S合金小規格棒材，其鍛態顯微組織隨著鍛造溫度的提高，α相的含量降低，扭曲狀α相減少，α相的等軸化程度提高。

（2）三種棒材經過980℃×1h/AC+595℃×8h/AC熱處理後，其顯微組織幾乎沒有差別，力學性能也相當。

（3）隨著鍛造溫度的提高，Ti6242S合金精鍛棒材的雜波水平提高。

編輯：艾纓東

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