TC25（Ti-6.5Al-2Mo-2Zr-2Sn-1W-0.2Si）属于α＋β型马氏体热强钛合金，高熔点W元素和Mo元素的参与使该合金拥有很好的热强性和热不变性，使用温度高达550℃，合用于造作500~550℃长时使用的航空发起机零件[1-4]。

TC25钛合金半制品重要有锻件、模锻件、冲压件、棒材等，关于其加工参数、热处置参数等钻研也较多[5-16]。张晓园等[5]钻研了热变形参数对TC25钛合金β锻坯微观组织和拉伸机能的影响
；王林岐等[6-8]钻研了热加工参数对TC25钛合金压气机盘锻件显微组织和机能的影响
；白晓环等[9]钻研了热处置工艺对BT25钛合金锻件组织与机能的影响
；彭新元等[10]发展了铸造TC25钛合金环形件组织和机能的钻研
；康彦等[11-13]索求了铸造工艺参数对BT25合金棒材组织与机能的影响
；彭新元等[14-15]钻研了退火造度对TC25钛合金棒材组织和力学机能的影响
；史幼云等[16]钻研了试样坯热处置和整体热处置两种热处置方式对TC25钛合金棒材组织和力学机能的影响。但是，关于TC25钛合金板材半制品的钻研较为不足，仅王媛等[17]钻研了分歧热处置工艺对TC25钛合金板材室温力学机能和显微组织的影响，且该钻研未涉及到高温机能的变动法规。

通过钻研分歧退火温度下TC25钛合金板材的显微组织、室温力学机能和高温力学机能，分析分歧退火温度下板材组织和机能的变动法规，以期为TC25钛合金板材的出产提供领导，助推其在航空领域的利用。

1、尝试

尝试资料为经真空自耗电弧炉3次熔炼的TC25钛合金铸锭，其相变点为1000~1010℃，化学成分见表1。

TC25钛合金铸锭经万吨油压机在β相区自由锻为厚度150mm的板坯后，选取1200mm四辊可逆式热轧机在相变点以上（30~60）℃一火次（变形量80%）、相变点以下（30~60）℃两火次（变形量40%~70%）轧造成厚度6.0mm的板材。

选取SX3-12-10高精度热处置炉对热轧态TC25钛合金板材进行分歧温度的退火处置，退火温度别离为760、800、840、880、920、960℃，保温功夫为60min，冷却方式为空冷。对TC25钛合金板材进行显微组织观察、室温力学机能和高温力学机能测试。金相试样用侵蚀剂（5%HF＋12%HNO3＋83%H2O，体积分数）侵蚀后，利用AXIOVERT200MAT金相显微镜依照GB/T 5168—2020尺度进行显微组织观察。室和善高温力学机能别离依照GB/T 228.1—2010和GB/T 228.2—2015尺度在INSTRON5885电子全能资料拉伸试验机和ETM高温拉伸试验机上测试。

2、了局与分析

2.1显微组织

图1为热轧态TC25钛合金板材的显微组织。从图1能够看出，TC25钛合金板材热轧态显微组织为拉长组织，其中横向组织中拉长的初生α相存在纵横交错景象，纵向组织中拉长的初生α相呈单一方向。图2为TC25钛合金板材经分歧温度退火后的横向与纵向显微组织。TC25钛合金板材退火温度在760℃时，初生α相球化，但由于温度较低，仍以长条状为主，如图2a、2b所示。退火温度升高至800~840℃时，球状初生α相直径增长，长条状初生α相短轴增宽，注明初生α相进一步等轴化，且逐步长大，如图2c~2f所示。当退火温度升高至880℃时，初生α相起头溶化，晶界溶断，β转变组织中次生α相增多，TC25钛合金板材显微组织类型产生转变，如图2g、2h所示。退火温度进一步升高至920℃时，TC25钛合金板材β转变基体上的次生α相清澈可见，尺寸也显著增大，出现双态组织，如图2i、2j所示。当退火温度升高至960℃时，双态组织中的初生α相含量显著削减，次生α相含量显著增多，尺寸进一步增大，如图2k、2l所示？杉，随着退火温度的升高，TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织逐步向双态组织转变。

图 1 热轧态 TC25 钛合金板材的显微组织

Fig.1 Microstructures of TC25 titanium alloy plate as hot rolled: (a) transverse; (b) longitudinal

图 2 经分歧温度退火后 TC25 钛合金板材的显微组织

Fig.2 Microstructures of TC25 titanium alloy plate after different annealing temperatures: (a) 760 ℃-T; (b) 760 ℃-L; (c) 800 ℃-T;(d) 800 ℃-L; (e) 840 ℃-T; (f) 840 ℃-L; (g) 880 ℃-T; (h) 880 ℃-L; (i) 920 ℃-T; (j) 920 ℃-L; (k) 960 ℃-T; (l) 960 ℃-L

2.2室温力学机能

图3为TC25钛合金板材经分歧温度退火后的室温拉伸机能。从图3a能够看出，TC25钛合金板材横向抗拉强度略高于纵向，随着退火温度的升高，抗拉强度整体出现先减幼、后变动不大、而后增大的趋向。当退火温杜咨760℃升高至800℃时，板材室温抗拉强度显著减幼。这重要是由于随着退火温度的升高，加工硬化不休被解除，板材强度降低。当退火温度升高至840℃时，板材内部由于热加工产生的应力已齐全解除，因而退火温度持续升高（880℃）时强度变动不大。而当退火温度进一步升高至920℃时，次生α相增多，拉伸过程中位错滑移至次生α相时易于形成位错塞积，板材抗拉强度显著升高。温度进一步升高至960℃时，抗拉强度变动不大？杉，抗拉强度的变动与显微组织的变动关系亲昵。从图3b能够看出，TC25钛合金板材横、纵向屈服强度随着退火温度的升高出现先减幼后增大的趋向，且横向屈服强度略高于纵向。退火温度为880℃时，横、纵向屈服强度最低，别离为1001MPa和995MPa，而后因组织类型变动，屈服强度急剧增大。从图3c能够看出，TC25钛合金板材退火温度在760~920℃时，其横、纵向断后伸长率出现先减幼后增大的趋向，在920℃时达到最大。退火温度升高至960℃时，横向断后伸长率略有减幼，纵向断后伸长率没有变动。

图 3 经分歧温度退火后 TC25 钛合金板材的室温力学机能

Fig.3 Room temperature mechanical properties of TC25 titanium alloy plate after annealing at different temperatures: (a) tensile strength; (b) yield strength; (c) elongation

可见，在尝试温度领域内，受显微组织的影响，TC25钛合金板材在920~960℃退火时的室温力学机能优于在800~880℃退火时的室温力学机能。

2.3高温力学机能

图4为TC25钛合金板材经分歧温度退火后的500℃高温拉伸机能（横向）。从图4能够看出，在800~920℃领域内，随着退火温度的升高，TC25钛合金板材高温抗拉强杜咨815MPa逐步增长至924MPa
；当退火温度达到960℃时，高温抗拉强度变动不大。TC25钛合金板材高温屈服强度在800~880℃变动不大，在684~694MPa之间
；而当退火温度达到920℃时，高温屈服强度达到720MPa，960℃时增大至736MPa？杉，与等轴组织相比，双态组织TC25钛合金板材的高温力学机能更为优异。这重要是由于双态组织中等轴α相削减、β转变组织增多，β转变组织中交错散布的次生α相对滑移起到较强的故障作用，使得板材抵抗变形的能力增长，从而阐发出更好的高温力学机能[18]。由此可见，退火温度的提高有助于TC25钛合金板材高温拉伸机能的提升。

图 4 经分歧温度退火后 TC25 钛合金板材的高温力学机能

Fig.4 High temperature mechanical properties of TA15 titanium alloy plate after annealing at different temperatures

3、结论

(1)随着退火温度的升高，TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织中初生α相长大，在920℃退火时等轴组织转变为双态组织，β转变基体上的次生α相清澈可见。

(2)随着退火温度的升高，TC25钛合金板材室温抗拉强度先在760~800℃减幼、后在800~880℃变动不大、而后在920~960℃显著增长
；高温抗拉强度随着退火温度的升高逐步增大，在退火温度达到920℃后变动不大。

(3)TC25钛合金板材在920~960℃退火时可获得均匀的双态组织，且拥有优良的室和善高温拉伸机能。

参考文件References

[1]魏寿庸,王青江,何瑜,等.航空发起机用BT25和BT25y热强钛合金评述[J].钛工业进展,2013,30(4):9-14.

[2]朱培亮,辛社伟,毛幼南,等.高温钛合金的热不变性钻研进展[J].钛工业进展,2023,40(1):42-48.

[3]黄旭,朱知寿,王红红.先进航空钛合金资料与利用[M].北京:国防工业出版社,2012:247-258.

[4]张晓园,刘向宏,杜予晅,等.TC25G钛合金高温变形组织演变及强塑性钻研[J].罕见金属资料与工程,2023,52(12):4227-4237.

[5]张晓园,马驰,史幼云,等.热变形参数对TC25合金β锻坯微观组织和拉伸机能的影响[J].锻压技术,2015,40(11):117-121.

[6]王林岐,窦忠林.TC25钛合金压气机盘锻件工艺选择[J].热加工工艺,2010,39(19):121-123.

[7]魏鑫,叶康源,叶俊青.冷速对等温铸造TC25钛合金盘件显微组织和机能的影响[J].钛工业进展,2017,34(4):26-29.

[8]夏春林,叶俊青,叶康源,等.热加工参数对TC25模锻件组织和机能的影响[J].热加工工艺,2023,52(21):152-154.

[9]白晓环,吕平,徐庆.热处置工艺对BT25钛合金锻件的组织与机能的影响[J].钛工业进展,2008,25(5):20-22.

[10]彭新元,刘元春,周贤良,等.TC25钛合金环形件组织和机能的钻研[J].热加工工艺,2010,39(9):16-18.

[11]康彦,邓超,徐光泽,等.BT25钛合金大规格棒材的钻研[J].钛工业进展,2008,25(3):15-18.

[12]于卫敏,吴跃江,潘跃进.铸造温度对BT25钛合金组织和机能的影响[J].热处置,2009,24(4):36-40.

[13]朱红,孙捷,凌敏.铸造工艺对BT25钛合金组织和机能影响[J].热加工工艺,2019,48(21):102-104.

[14]彭新元,刘元春,周贤良,等.双沉退火对BT25钛合金组织与机能的影响[J].金属热处置,2010,35(4):42-46.

[15]王丽瑛,魏寿庸,高博,等.退火造度对TC25钛合金棒材组织和力学机能的影响[J].钛工业进展,2011,28(2):36-38.

[16]史幼云,张晓园,尚金金,等.热处置方式对TC25钛合金棒材组织和力学机能的影响[J].资料导报,2014,28(S1):417-418+437.

[17]王媛,董健,关玉龙,等.TC25合金板材的热处置工艺[J].金属热处置,2016,41(1):94-96.

[18]张伟,王丽瑛,李渭清,等.热处置对TC25G钛合金大规格棒材组织机能的影响[J].世界有色金属,2016(16):50-51.