TC11钛合金的名义成分为6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.25Si，属高铝当量马氏体型α+β两相钛合金。这种合金拥有优良的高温强度、耐侵蚀性、热不变性及抗蠕变机能，在航空航天领域得到了宽泛利用，常造作压气机盘、叶片、环形件和紧固件等，是目前航空工业上利用最宽泛迪胙合金之一。随着航空航天技术的发展和利用水平不休提高，对这些关键部件用钛合金的组织及机能提出了越来越高的要求。目前，受钛脊合金物理性质及熔炼技术的限度，铸造仍是钛合金热加工中使用最宽泛和最有效的步骤。该步骤不仅能够直接锻压成所要求的工件状态，还能够优化微观组织结构，解除铸态疏松等缺点，提高资料的力学机能[1-2]。

1、试验

1.1试验资料

试验用的TC11钛合金铸锭选取真空自耗电弧炉经三次熔炼，制品锭型为准720mm。取铸锭上、钟注下三点测化学成分，了局切合国度尺度[3]要求，详见表1。

选取金相法测得该铸锭的相变点为1000～L（L为长度），依照□360mm×720mm下料后执行表2工艺。

依照以上三种铸造工艺，得到准240mm棒材，在分歧工艺铸造的棒材端部50mm处各取两组试样，规格为准240mm×30mm，每组试样经过950℃/2h，AC+530℃/6h，AC的热处置，最后对热处置后的试样进行室温拉伸机能的检测。金相试样顺次选取80#～1200#砂纸粗磨、细磨、机械抛光（金刚石抛光液），直至试样的表表无目视可见划痕后进行化学侵蚀，侵蚀剂配比为10mlHF+30mlHNO3+160mlH2O，显微组织观察选取OLYPUSPEM-3金相显微镜。室温拉伸试样按GB/T228-2002《金属资料室温拉伸试验步骤》造作加工成R7试样,室温拉伸机能测试选取UTM5205电子全能试验机。

2、了局分析与会商

2.1铸造工艺对TC11钛合金棒材显微组织的影响

图1为使用三种工艺铸造的TC11钛合金棒材显微组织。对比图1（a）、（b）能够看出，经α+β两相区铸造后，TC11钛合金试样的显微组织为典型的等轴组织，其特点是在β转变基体上散布着等轴α相，等轴α描摹相近，球化水平较高，尺寸大幼类似，约为10μm。但等轴α含量有所分歧，其中图1（a）等轴α含量约为40%，图1（b）中等轴α含量约为60%。由此可见，随着铸造温度的升高，溶质原子扩散速度加快，α相向β相转变增多，使得初生α相含量削减[4]。因而，能够通过节造热变形温度来节造TC11钛合金中初生α相与β相转变的比例，现实出产过程中应选择相宜的变形温度。

对比图1（b）、（c）能够看出，图1（c）中α相球化水平较差，状态无数为条状，且尺寸粗壮，约为25μm。图1（b）经过β区和两相区镦拔后，由于原始铸态组织经过β区充分破碎，形成的β相区片层组织厚度较薄，易于破碎球化，经过两相区镦拔变形后，原始片层组织已经根基上转化为等轴组织，球化水平高。而图1（c）由于未经过β相区充分变形，原始铸态组织破碎不充分，形成的片层组织厚度较厚，固然经过两相区铸造处置，但其组织阐发为条状α相，没有齐全球化，且组织粗壮。因而，经过β相区充分变形后，组织更易于破碎，等轴组织球化水平更高[5]。

2.2铸造工艺对TC11钛合金棒材力学机能的影响

对三种铸造工艺的TC11钛棒材各在R/2处取2个弦向拉伸试样测室温拉伸机能，对2个试样的室温拉伸机能进行均匀，了局见表3。由表3能够看出，依照工艺B铸造的棒材抗拉强度逾越50～75MPa，屈服强度逾越30～55MPa，伸长率及断面收缩率略有降低。

这是由于在室温下，两相钛合金的强度随着初生α相含量的变动而变动，初生α相含量增多，则其强度升高，反之亦然。晶粒的细化水平也会影响合金的强度，合金组织越粗壮，强度越低，即强度随晶粒的长大而降落[6]。因而，使用工艺B的棒材强度要略高一些，而塑性与其他两种工艺相当，棒材的强度和塑性达到了较好的匹配。

3、结论

（1）能够通过节造铸造温度来节造TC11钛合金中初生α相与转变β相的比例,随着变形温度的升高，α相向β相转变增多，使得初生α相含量削减。

（2）通过β相区和两相区相结合的镦拔变形方式，更易于原始铸态组织的破碎，制品棒材等轴组织球化水平较高。

（3）初生α相含量越高，等轴组织球化水平越高，组织越藐幼，这有利于棒材的塑性和强度的较好匹配。

参考文件：

[1]邓瑞刚，杨冠军，毛幼南，等．铸造工艺及后续热处置对TC11钛合金组织及机能的影响[J]．机械工程资料，2011，35（11）：58-62．

[2]朱红，廖鸿．铸造温度对TC11钛合金组织和机能的影响[J].热加工工艺，2013，42（13）：128-130．

[3]GB/T3620.1-2007钛脊合金商标和化学成分[S]

[4]分歧铸造工艺对TC4钛合金棒材显微组织与力学机能的影响[J]．钛工业进展，2014，31（5）：14-17．

[5]张智，李维，廖强，等，分歧铸造工艺对TC10钛合金组织和机能的影响[J]．机械工程与自动化，2014（3）：108-110．

[6]赖运金．钛合金片状组织演变机造与球化动力学钻研[D].西安：西北工业大学，2007．