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Ti-6242S钛合金（化学成分）大直径棒材的组织与性能
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-04-15
Ti-6242S钛合金名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，属于近α型钛合金，具有高强度、高韧性和良好的抗蠕变性能，主要用于制作航空发动机的风扇圆盘、压气机盘、叶片和机匣等。
Ti-6242S钛合金名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，属于近α型钛合金，具有高强度、高韧性和良好的抗蠕变性能，主要用于制作航空发动机的风扇圆盘、压气机盘、叶片和机匣等。随着大型飞机工程用钛量不断增加，为提高飞机燃油经济性，减少碳排放及噪音污染，要求原始设备制造商们生产更高涵道比的发动机，因此飞机用钛合金锻件的尺寸和重量也日益增加。为满足飞机制造业的发展，科研人员经过多年的研究，采用万吨自由锻造机、3150t水压机和2500t快锻机，研制开发了直径为265mm的Ti-6242S钛合金高性能棒材，以满足航空制造业的需求。
实验采用三次真空自耗电弧炉（VAR）熔炼的Ф720mmTi-6242S钛合金工业铸锭，主要成分为（wt%）：Ti（余量）；5.5～6.5%Al；1.8～2.2%Sn；3.6～4.4%Zr；1.8～2.2%Mo; 0.06～0.1%Si，符合相关技术标准的要求。由金相法测得α+β/β相转变温度为990～1010℃。铸锭开坯阶段，在β相区采取逐级降温的加热方式，经万吨压机、3150t水压机和2500t快锻机多火次镦拔变形，总锻比大于15，保证坯料在β相区得到充分的变形。通过破碎和初次再结晶，细化晶粒。棒材的中间锻造和成品锻造在α+β两相区进行多火次镦拔变形，并采用高-低-高锻造工艺，总锻比大于18，使晶粒充分破碎和均匀，制成Ф265mm规格的成品棒材。
棒材在法国MATELSCAN公司生产的自动探伤设备上进行超声波无损检测。在棒材本体上切取实验用料，检测棒材的组织及力学性能。试验结果如下：
（1）经过970℃/1h·风冷+593℃/8h·空冷热处理后，棒材呈现典型的双态组织形貌。
（2）棒材室温抗拉强度为1030MPa左右，屈服强度为920MPa左右，伸长率约为15%，断面收缩率约为39%。棒材不同部位的横、纵向室温拉伸性能相当，均符合技术标准要求，且具有较大的富余量。
（3）在400～600℃温度范围内，随着实验温度的升高，合金强度下降，塑性增加。当温度高于550℃时，合金强度下降较快，塑性有较大幅度的升高。在550℃时，Ti-6242S钛合金大规格棒材仍具有较高的强度，抗拉强度大于680MPa。
（4）采用多通道分区水浸法探伤，发现棒材底波均匀性好，声能衰减均匀，噪声水平满足AMS 2631B AA级要求。
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