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固溶温度对Ti6246钛合金（Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo）组织与性能的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-09-17
Ti6246钛合金（Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo）是美国Timet公司在20世纪60年代开发出的一种高Mo含量的高温钛合金，使用温度在420℃左右。该合金在固溶时效或双重退火后的低周疲劳强度明显高于相应的Ti6Al4V钛合金，同时具有较高的高温蠕变强度和瞬时强度，可制造中、高功率压气机盘件和叶片。
Ti6246钛合金（Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo）是美国Timet公司在20世纪60年代开发出的一种高Mo含量的高温钛合金，使用温度在420℃左右。该合金在固溶时效或双重退火后的低周疲劳强度明显高于相应的Ti6Al4V钛合金，同时具有较高的高温蠕变强度和瞬时强度，可制造中、高功率压气机盘件和叶片。由于Ti6246钛合金中含有6%的强β稳定化元素Mo，使得合金的力学性能与热处理制度非常敏感，但Ti6246合金热处理方面的研究报道较少，尤其是国内公开文献报道更少。因此，研究不同固溶时效热处理制度对合金显微组织和力学性能的影响显得异常重要。科研人员通过研究Φ200mm棒材在不同热处理制度下的显微组织和力学性能的变化规律，为该合金的工程化应用提供理论依据。
试验材料为经3次真空自耗电弧炉熔炼制备的Ti6246钛合金铸锭，其化学成份符合标准AMS4981和GB/T3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》的要求。用金相法测得该铸锭的（α+β）/β相变点为955～960℃。铸锭经开坯锻造，最终锻造成Φ200mm棒材，棒材的锻态（R态）组织为典型的等轴组织。从棒材本体上切取试样毛坯，对其进行固溶时效处理，固溶温度为860、880、900、915、925和935℃，保温2h，空冷。时效温度为593℃，保温8h，空冷。然后按照ASTM E 8/E8M测试室温拉伸性能，按照ASTM E21测试427℃高温拉伸性能，按照ASTM E139测试蠕变性能（427℃×655MPa×35h，测试此条件下的残余变形量，标准要求≤0.2%），并利用LEICA MEF4A倒立金相显微镜和SUPRATM55型扫描电子显微镜进行显微组织观察和分析。试验结果表明：
（1）固溶温度在860～900℃时，显微组织为典型的等轴组织，当固溶温度高于915℃时，初生α相含量明显下降，显微组织呈双态组织。固溶温度的变化对初生α相的尺寸几乎没有影响。次生α相的含量随着固溶温度的提高显著增加，其尺寸明显增长变宽。
（2）经860～900℃固溶处理，合金的室温和高温拉伸强度均变化不大。当固溶温度高于915℃时，室温和高温拉伸强度均不断降低，塑性反之，且高温塑性的提高幅度明显大于室温塑性。随着固溶温度的升高，蠕变性能逐渐提高。
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