Ti6246鈦合金(Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo)是(shi)美國Timet公司在(zai)20世紀60年代開(kai)發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)一(yi)種高(gao)(gao)Mo含量的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)鈦合金,使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)420℃左右。該(gai)(gai)合金在(zai)固溶(rong)時效(xiao)或雙重退(tui)火后(hou)的(de)(de)(de)低周疲(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)(du)明顯高(gao)(gao)于(yu)相應的(de)(de)(de)Ti6Al4V鈦合金,同時具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)蠕變(bian)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)瞬(shun)時強(qiang)度(du)(du)(du)(du),可(ke)制(zhi)造中、高(gao)(gao)功(gong)率壓氣(qi)機盤件和(he)葉片。由(you)于(yu)Ti6246鈦合金中含有(you)6%的(de)(de)(de)強(qiang)β穩定(ding)化(hua)元(yuan)素Mo,使(shi)得(de)合金的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)與(yu)熱處理(li)制(zhi)度(du)(du)(du)(du)非常敏(min)感,但Ti6246合金熱處理(li)方面的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)報道(dao)較少,尤其是(shi)國內公開(kai)文獻報道(dao)更少。因此,研究(jiu)(jiu)不(bu)同固溶(rong)時效(xiao)熱處理(li)制(zhi)度(du)(du)(du)(du)對合金顯微組(zu)織和(he)力(li)學性能(neng)的(de)(de)(de)影響顯得(de)異(yi)常重要。科研人(ren)員通過研究(jiu)(jiu)Φ200mm棒材在(zai)不(bu)同熱處理(li)制(zhi)度(du)(du)(du)(du)下的(de)(de)(de)顯微組(zu)織和(he)力(li)學性能(neng)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)規(gui)律,為該(gai)(gai)合金的(de)(de)(de)工程化(hua)應用(yong)提供理(li)論依據。
試(shi)驗(yan)材(cai)(cai)料為(wei)(wei)經3次真(zhen)空(kong)自耗(hao)電弧爐熔(rong)煉(lian)制備的Ti6246鈦合金鑄(zhu)錠,其化學成(cheng)份符(fu)合標準AMS4981和(he)(he)GB/T3620.1-2007《鈦及鈦合金牌號和(he)(he)化學成(cheng)分》的要求。用金相法測得該鑄(zhu)錠的(α+β)/β相變點(dian)為(wei)(wei)955~960℃。鑄(zhu)錠經開坯鍛造(zao),最終鍛造(zao)成(cheng)Φ200mm棒(bang)材(cai)(cai),棒(bang)材(cai)(cai)的鍛態(tai)(R態(tai))組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)(wei)典型的等軸組(zu)(zu)織(zhi)。從棒(bang)材(cai)(cai)本體上(shang)切取試(shi)樣(yang)毛坯,對(dui)其進(jin)行(xing)固溶(rong)時效處理(li),固溶(rong)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)860、880、900、915、925和(he)(he)935℃,保溫(wen)2h,空(kong)冷(leng)。時效溫(wen)度(du)為(wei)(wei)593℃,保溫(wen)8h,空(kong)冷(leng)。然后按照(zhao)ASTM E 8/E8M測試(shi)室(shi)溫(wen)拉伸(shen)性(xing)能,按照(zhao)ASTM E21測試(shi)427℃高溫(wen)拉伸(shen)性(xing)能,按照(zhao)ASTM E139測試(shi)蠕變性(xing)能(427℃×655MPa×35h,測試(shi)此條件下的殘(can)余變形量,標準要求≤0.2%),并利用LEICA MEF4A倒立(li)金相顯(xian)微鏡和(he)(he)SUPRATM55型掃描(miao)電子顯(xian)微鏡進(jin)行(xing)顯(xian)微組(zu)(zu)織(zhi)觀察(cha)和(he)(he)分析。試(shi)驗(yan)結果(guo)表明:
(1)固溶溫度在860~900℃時,顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)典(dian)型的(de)等軸(zhou)組(zu)(zu)織(zhi),當固溶溫度高于915℃時,初(chu)生α相(xiang)含量明顯(xian)下降(jiang),顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)呈(cheng)雙(shuang)態組(zu)(zu)織(zhi)。固溶溫度的(de)變(bian)化對初(chu)生α相(xiang)的(de)尺寸幾乎(hu)沒有影響。次(ci)生α相(xiang)的(de)含量隨(sui)著(zhu)固溶溫度的(de)提高顯(xian)著(zhu)增加,其尺寸明顯(xian)增長(chang)變(bian)寬。
(2)經860~900℃固溶(rong)處理,合金(jin)的室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)和高(gao)溫(wen)(wen)(wen)拉伸強(qiang)度均變化(hua)不(bu)(bu)大(da)。當固溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度高(gao)于915℃時,室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)和高(gao)溫(wen)(wen)(wen)拉伸強(qiang)度均不(bu)(bu)斷降(jiang)低,塑性(xing)(xing)反之(zhi),且高(gao)溫(wen)(wen)(wen)塑性(xing)(xing)的提高(gao)幅度明(ming)顯大(da)于室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)塑性(xing)(xing)。隨著固溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度的升高(gao),蠕變性(xing)(xing)能逐漸提高(gao)。
