TA19钛合金相当于美国的Ti-6242S合金。该合金是一种近α型耐热钛合金，其名义成分(质量分数，%)为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，含有α不变元素Al，中性元素Sn和Zr，同晶型β不变元素Mo，共析型β不变元素Si。重要用于造作航空发起机的压气机机匣和飞机蒙皮等零件，最高的持久工作温度为500℃。该合金可加工成自由锻件、模锻件、棒材和其它大局的产品。

TA19钛合金的重要特点是拥有中等的室和善高温强度，优良的热不变性和焊接机能。与Ti-6Al-4V(TC4)相比，在一样温度下其变形抗力要比Ti-6Al-4V显著提高。随着TA19钛合金的大量使用，大规格棒材及造坯成为出产中急待解决的技术问题。选取通例的(α+β)铸造，由于其铸造温度在β转变温度下40～50℃，相对于近β铸造温度要

低，因而给大规格棒材改锻带来了难题，铸造火次多，能耗浪费大。TA19钛合金在铸造过程中对工艺参数较为敏感，分歧的铸造工艺参数导致棒材组织机能的差距较大。为了满足尺度要求必须分析变形工艺参数、组织状态和成形后使用机能三者间关系，进而优化工艺参数。为此，在现实出产中，TA19钛合金的造坯选取了β相区和近β相区铸造，削减资料的损耗，提逾越产率和缩短出产周期。制品棒材的组织、机能、超声波探伤均满足技术尺度要求。

1、试验

1.1试验资料

试验用的TA19钛合金铸锭选取真空自耗电弧炉三次熔炼，锭型为φ720mm。其化学成分切合GB3620国度尺度要求，铸锭的化学成分见表1。用金相法测定铸锭的相转变温度为1010～1015℃。

1.2试验步骤

铸造加热温度、变形量及变形速度对显微组织影响较大。对钛合金铸造加热温度来讲，β转变温度是一个沉要的临界温度，低于这个温度即在α+β相区铸造变形后，经双沉退火处置，获得等轴α+β转变组织(图1(a))。高于β转变温度即在β区1050℃铸造变形后，经双沉退火处置，获得网篮状组织(图1(b))。

由于分歧铸造温度对晶粒度的影响是分歧的，随铸造温度的升高，晶粒有所长大。钛合金的组织特点是在变形过程中形成的，并且在随后的热处置中是不能扭转的，在β区加热变形，由于β相的晶粒长大，组织变动是不成逆的，这种组织只有沉新在α+β相区变形能力扭转。在β转变温度以下的温度变形现实上不引起宏观晶粒长大，但显微组织得到了细化。因而要细化宏观组织必须在β区变形，而为了细化显微组织，终锻温杜爪在两相区。

凭据以上分析，在31.5MN压力机上执行如下工艺：①在1150℃铸锭镦拔，锻后空冷、建磨
；②在β转变温度以上40～90℃镦拔两火次，锻后空冷、建磨
；③在β转变温度以上10～30℃，镦拔两火次，锻后空冷、建磨
；④在β转变温度以下10～30℃，两火次铸造至制品棒材，锻后空冷。

凭据尺度要求造取拉伸试样和组织试样。试样的热处置造度为：970℃×60min，空冷+590℃×480min，空冷。按尺度检测产品的组织和力学机能。

2、了局和分析

2.1棒材的低倍和显微组织

图2为φ200mmTA19钛合金棒材制品低倍照片。肉眼观察低倍组织均匀，为吞吐晶，无肉眼可见的粗壮、清澈晶粒。凭据GJB2220-1994图1的评级划定，两规格制品棒材低倍组织评级为B2～B3级。

图3为φ200、φ250mmTA19合金制品棒材试样经热处置后的高倍照片。凭据GJB 2220-1994的评级划定，两规格制品棒材高倍组织评级为B5～B6级。

从图中能够看出，显微组织为初生α相和条状β转变组织组成的双态组织(等轴与条状的混合组织)，即α初+β转。超声波探伤切合国度尺度GB5193-85中A级尺度要求。

从图3能够看出，两规格棒材的整体组织均匀性较好，等轴α相呈椭球状和短条状，大幼均匀散布于β转变基体上。这批注在β单相区开坯，再经β相区和近β相区多火次反复镦拔的铸造过程能较好地起到细化晶粒、改善资料内部组织均匀性的主张。并在α+β相区选取较高温度(低于β相变点30℃)铸造成形，获得了初生α比例(20%～25%)较

佳的双态组织。

2.2棒材的力学机能

棒材的力学机能如表2、3所示。从表2能够看出，TA19钛合金两规格棒材室和善高温抗拉强度均匀值别离为1047、705MPa左右，屈服强度别离为946.5、568.75MPa左右，均逾越尺度约15%，蠕变机能均切合尺度要求。从表3能够看出，TA19钛合金两规格棒材在525℃/480MPa下悠久机能切合尺度要求。因而批注，该合金大规格棒材所选取的铸造工艺是合理的。

3、结论

(1)TA19钛合金铸锭经β相区和近β相区多火次反复镦拔，并选取较高温度的α+β铸造步骤成形，获得综合机能优良、组织均匀的大规格棒材。

(2)TA19钛合金是近α型耐热钛合金，拥有优良的综合机能，组织不变性好，有优良的韧性、塑性和高温变形机能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。

(3)大规格TA19钛合金棒材经970℃×60min，空冷+590℃×480min，空冷的热处置工艺，能够获得优良的综合力学机能。

参考文件：

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