Ti-6211合金的名義成分為Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V，名義成分下的鋁當(dāng)量為6.33，鉬當(dāng)量為1.67，屬高鋁當(dāng)量的近α型鈦合金。Ti-6211合金與俄羅斯研制的BT20鈦合金相似，具有中等的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度，良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，較高的比強(qiáng)度、抗蠕變性和耐腐蝕性。另外，Ti-6211合金還具有較好的工藝塑性，可制成薄板、厚板、棒材、鍛件、模鍛件及型材等多種規(guī)格品種。該合金被廣泛用于制造高性能飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)件。與國內(nèi)外廣泛使用的Ti-6Al-4V合金相比，當(dāng)工作溫度提高到450～500℃時，Ti-6211合金的強(qiáng)度優(yōu)越性明顯，可高出100～150MPa。Ti-6211合金強(qiáng)化機(jī)制主要是通過α穩(wěn)定元素Al的固溶強(qiáng)化，同時也與加入的少量中性元素Zr和β穩(wěn)定元素Mo、V強(qiáng)化合金。
科研人員通過對Φ300mm和Φ350mm兩種大規(guī)格Ti-6211合金棒材的試制，對大規(guī)格的棒材進(jìn)行顯微組織的研究以及性能對比分析，以考察加工工藝對Ti-6211合金組織和性能的影響，為今后Ti-6211合金大規(guī)格棒材的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
研究用原材料是采用真空自耗3次熔煉的Ti-6211合金鑄錠，金相法測得該合金的相變點(diǎn)為985～990℃，化學(xué)成分如表1所示。鑄錠先在相變點(diǎn)以上100～200℃溫度開坯，再在相變點(diǎn)以下進(jìn)行大變形，鍛造成Φ300mm和Φ350mm兩種大規(guī)格棒材，低倍觀察組織均為典型的模糊晶，說明棒坯在兩相區(qū)獲得了充分的變形。
表1 技術(shù)要求Ti-6211合金化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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元素 |
Al |
Zr |
Mo |
V |
Si |
Fe |
Ti |
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含量 |
5.5～7.0 |
1.5～2.5 |
0.5～2.0 |
0.8～2.5 |
≤0.15 |
≤0.25 |
余量 |
熱處理試驗(yàn)在SX2型箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行；拉伸試驗(yàn)在Instron-4507拉力試驗(yàn)機(jī)上測定；采用LEICA MEF4A倒立金相顯微鏡觀察組織形貌并拍攝金相照片。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）經(jīng)過兩相區(qū)大變形后，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的橫向組織均為等軸組織，其中Φ300mm的均勻性略好于Φ350mm的棒材。棒材的規(guī)格尺寸越大，其組織和性能均勻性控制難度越大。
（2）由于1/2半徑處變形較充分，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的室溫強(qiáng)度明顯比中心位置高，而塑性指標(biāo)受取樣位置的影響較小。
（3）兩相區(qū)大變形的鍛造工藝對減少Ti-6211合金大規(guī)格棒材組織和性能的方向性具有明顯效果。
（4）隨著溫度的升高，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度大幅度降低，塑性指標(biāo)隨溫度的升高而增大，但在高溫時波動性較大，尤其是伸長率。
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