1、 媒介

TA5-A 钛合金名义成分为 Ti-4Al-0.005B，是一种拥有中等强度迪胙合金，属于典型的 α 合金。该合金拥有优良的焊接机能和耐蚀性，可在海水环境下工作，是船舶造作行业的梦想结构资料，可加工成板材、棒材和锻件，尤其合用于各类刀兵造作[1]。

本文选取分歧温度下加热后进行镦粗的变形工艺规划，对 TA5-A 钛合金棒材进行工艺试验，经热处置后，检测高倍组织和力学机能，分析钻研了变形工艺对该合金综合力学机能和微观组织的影响法规，为选择该合金压力加工工艺提供参考凭据。

2 、尝试资料和步骤

试验选取宝鸡钛业股份有限公司真空自耗电弧炉熔炼出产的 Ф620mmTA5-A 钛合金铸锭，其成分为（wt%）：

Al 4.1，B 0.004~0.005，Fe 0.22~0.23，C 0.02，N ≤ 0.01，H ≤ 0.004，O ≤ 0.09，Y ≤ 0.005，切合《钛脊合金商标和化学成分》（GB/T3620.1-2007），（α+β）/β 转化温度为 1000~1010℃。该铸锭在 β 相区开坯，经多火次铸造，并在 α+β 相区经过 40% 的变形，出产为 Ф120mm 的棒材，棒材的组织和机能别离见图 1 和表 1。

分歧加热温度下的镦粗变形试验规划如下 ：

规划 1 ：960℃加热，变形量 ε=55%

规划 2 ：980℃加热，变形量 ε=55%

规划 3 ：1030℃加热，变形量 ε=55%

按上述分歧工艺镦粗后所获得的饼材，切取弦向试样，试样经 840℃ / 2h.AC 热处置后进行机能测试和微观组织观察。

3、 试验了局与会商

3.1 镦粗变形工艺对微观组织的影响

分歧变形工艺的镦粗饼材显微组织如图 2。从图中能够看出，这三种工艺得到的组织与棒坯有显著的差距。α+β相区镦粗的饼材（规划 1 和规划 2）其显微组织为典型等轴α 组织。由于镦粗变形时，坯料心部地位为最大变形区，边部地位为自由变形区，心部坯料变形较大，所以 α 晶粒比边部藐幼。而规划 1 譬喻案 2 的变形温度更低，其 α 相细化水平较规划 2 好 ；规划 3 为 β 相变形，其显微组织为针状 α束相互穿插散布的网篮组织。

3.2 镦粗变形工艺对力学机能的影响

三种分歧变形工艺出产的饼材，在 D/4 处取弦向试样，别离检测室温拉伸机能和冲击韧性，检测了局见表 2。从表1 和表 2 能够看出 ：与 Ф120mm 棒材的机能相比，三种工

艺下的均比棒材的强杜仔所改善。综合分析，选取分歧的镦粗变形方式可使镦粗后饼材的强度、冲击机能均有所扭转。

经规划 1 和规划 2 出产的饼材，其显微组织描摹与本体差距不大，均为等轴 α 组织，只是经过变形后，晶粒越发藐幼。力学机能中强度和塑性均有所增长，这是由于坯料在经过变形后，晶粒得到肯定细化，通过细晶强化作用使坯料的强度和塑性均提高。冲击韧性有所降低，这是由于针对等轴 α 组织，其 V 型冲击缺口应力集中系数较大，等轴 α相的抗裂纹萌生作用减幼，裂纹扩大蹊径对冲击韧性的影响占主导作用，变形后的组织（规划 1 和规划 2）其 α 颗粒球化水平更好，裂纹扩大蹊径减幼，导致冲击韧性有所降低。

规划 3 出产的饼材，其抗拉强度提高约 40MPa，塑性略有降低，冲击韧性提高较为显著。这是由于变形后组织与坯料有较大变动，为典型的网篮组织。较于等轴组织而言，网篮组织有强度、韧性高，塑性低的特点。由于片状 α 相可能有效的增长裂纹扩大蹊径，所以其冲击韧性值比力高。

4、 结论

（1）三种镦粗变形工艺得到的组织有显著差距，β 区加热变形后得到的组织为网篮组织，组织较为粗壮，晶界不显著。（α+β）区加热变形后得到细等轴组织。

（2）β 区加热变形得到的片层状组织与（α+β）区加热变形得到的等轴组织相比，塑性略有降低，强度和冲击韧性提高。出格是冲击机能提高极度显著。

（3）现实出产中，对于冲击韧性要求较高时，应选取 β锻工艺。在保障 TA5-A 钛合金拥有肯定塑性的前提下，可显著提高冲击韧性指标。同时可保障坯料在铸造过程中拥有优良的加工塑性。

参考文件：

[1]Wang Jinyou（王金友）et al. 航空用钛合金 [M]，上海，上
？蒲Ъ际醭霭嫔，1985

[2]Cao Chunxiao（曹春晓）et al.Rare metals letters（罕见金属快报）[J]，2006，No.1 ：17

[3]Wei Shouyong（魏寿庸）et al. 有色金属加工，1988，No.2