鈦合金因具有較高的比強度、抗腐蝕性及優異的熱強性等優點,在航空航天領域獲得廣泛應用。Ti-17合金是一種綜合性能優良的近β型合金,其名義成分為Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(質量分數%),該合金既可在α+β相區也可在β相區進行鍛造。它不但具有較高的強度、淬透性和斷裂韌性,而且耐熱穩定性好,疲勞性能高,熱加工性能好。自上世紀70年代以來,它以優異的性能逐漸進入航空制造領域,并作為壓氣機盤等鍛件在較高推力的發動機上使用。隨著我國發動機行業的不斷發展,用Ti-17鈦合金鍛造生產的高壓壓氣機第一、二級整體葉盤鍛件對Ti-17鈦合棒材的規格、組織及性能都有了更高的要求。為此,研究人員研究了Ti-17鈦合金Φ350mm大規格棒材鍛造工藝。
試驗采用寶鈦集團有限公司真空自耗電弧爐經三次熔煉的鑄錠,通過金相法測得實驗用材料合金的相變點(α+β/β)為880~900℃。
按A、B兩種鍛造工藝方案生產Φ350mm規格棒材。方案A:鑄錠在單相進行鐓拔變形,變形量為60~75%,之后進入兩相區鍛造,兩相區執行正常的拔長工藝,變形量為60~75%;方案B:鑄錠經正常拔長工藝鍛造,單相區變形量40~65%,兩相區變形量為40~60%。研究結果表明:
(1)采用方案A鍛造的Ti-17Φ350mm棒材,各項力學性能都符合標準要求。方案B生產的鍛棒高溫拉伸性能和蠕變性能沒有完全達到指標要求。
(2)采用方案A生產的鍛棒,低倍為均勻模糊晶,高倍組織均為球狀α+β轉組織,橫縱向顯微組織差異不大。方案B生產的鍛棒低倍組織為均勻半模糊晶,高倍組織為球狀α+片狀α+塊狀α+β轉組織,縱向組織有一定的趨向性,橫縱向顯微組織差異大。
(3)方案A生產的鍛棒探傷雜波水平可達到Φ3.2 -9~-12dB,方案B生產的鍛棒探傷雜波水平為Φ3.2 0~-3dB。整體雜波水平高,為-6~-9dB。
(4)通過鐓拔工藝,單相區變形量大于60%,兩相區采用拔長變形,且變形量大于60%的鍛造工藝,可生產出性能、組織及探傷水平均滿足標準及用戶要求的Ti-17鈦合金Φ350mm規格棒材,適合工業化批量生產。









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