Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo鈦棒 Ti-6321鈦板 鈦鍛件 熱處理工藝

Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo鈦合金名義成分為Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo,是一種鋁含量較高并含有β型穩(wěn)定元素Nb，Mo和中性元素Zr的近a型鈦合金。具有低密度、高比強(qiáng)度、耐高溫、無(wú)磁等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、艦船等領(lǐng)域，一般用在受力構(gòu)件、螺栓、軸及耐壓耐蝕殼體。
Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo 鈦合金棒材選擇熱處理工藝為 750 ℃ 保 溫 80 min 后空冷，可獲得高強(qiáng)度和適當(dāng)塑性，強(qiáng)度與塑性匹配較好
Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo
 各主要元素含量范圍為:
鋁Al:5.5~6.5wt%,
鈮Nb:2.5~3.5wt%
鉬Mo:0.6～1.5wt%,
鋯Zr:1.5～2.5wt%,
硅Si:＜0.15%wt%,
其基本性能：
極限拉伸強(qiáng)度σ≥850MPa
非比例拉伸強(qiáng)度σ(0.2) ≥784MPa
延伸率δ≥12%
鈦合金熱處理溫度往往會(huì)選擇在(α+β)/β相變點(diǎn)附近，本實(shí)驗(yàn)選擇在Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金(α+β)/β相變溫度點(diǎn)（995 ℃）以下進(jìn)行退火處理。實(shí)驗(yàn)退火溫度為980 ℃，保溫時(shí)間為2 h，隨后進(jìn)行空冷。艦船用鈦合金由于服役環(huán)境特殊，通常需要優(yōu)異的強(qiáng)度和耐蝕性（應(yīng)力腐蝕），同時(shí)作為結(jié)構(gòu)件還需要具有良好的焊接性能。

Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金是我國(guó)自主研發(fā)的一種新型近α型鈦合金，具有高強(qiáng)度、高塑韌性、良好耐蝕性和良好的可焊接性能，少量的β相能夠顯著提升合金的強(qiáng)度又不損失塑性，因此非常適合應(yīng)用于艦艇和潛水艇等受力構(gòu)件、耐壓耐蝕殼體和管路系統(tǒng)[8?9]。在Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金制備過(guò)程中，退火處理是非常關(guān)鍵的步驟，通過(guò)退火處理可以使合金中部分亞穩(wěn)β相分解，消除合金內(nèi)應(yīng)力，提高合金組織與性能的均勻性和穩(wěn)定性。

在不同溫度的退火處理?xiàng)l件下，軋制態(tài)Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金的微觀組織和力學(xué)性能的演變。結(jié)果表明，隨著熱處理溫度的升高，α相晶粒變粗。屈服強(qiáng)度與α相晶粒尺寸之間的關(guān)系遵循Hall-Petch方法。由于合金中的主要α相的粗化和板條狀α相的彎曲，合金塑性明顯增加。

結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)鍛造和熱處理的TC4鈦合金的相對(duì)密度達(dá)99.2%，抗拉強(qiáng)度高達(dá)1441 MPa，延伸率可達(dá)到2.9%。目前，已有大量實(shí)驗(yàn)研究不同退火溫度對(duì)Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金組織與性能的影響[12?13]。然而，退火狀態(tài)合金不同鍛造方向的力學(xué)性能鮮有研究。為了揭示退火態(tài)Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金組織與力學(xué)性能的各向異性規(guī)律， 鍛造Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo合金進(jìn)行980 ℃退火處理，研究退火態(tài)合金不同截面上的微觀組織與力學(xué)性能