Ti31合金是西北有色金属钻研院在“七五”和“八五”攻关期间设计研造的一种近α型中强、高塑、可焊、耐蚀迪胙合金。该合金拥有优良的综合力学机能以及热不变性，在高温高压水中耐侵蚀，可长功夫工作在300～400℃的高温环境里[1-3]。本文别离钻研分析了分歧热处置造度下Ti31合金的显微组织描摹，并通过选用相宜的热处置造度进一步分析了组织描摹对合金室温拉伸以及冲击机能的影响。

1、试验资料与步骤

试验用资料为西部钛业有限责任公司出产的Ti31钛锻件，该合金经3次VAR熔炼，并通过多火次镦拔成型，其实测化学成分为Ti-2.90Al-1.06Mo-0.54Ni-1.68Zr（质量分数，%），相变点为935～940℃。对该批次锻件进行分歧造度的热处置，并进行显微组织观察，再别离进行室温拉伸、冲击机能测试，具体的热处置规划详见表1。其中金相组织依照GB/T5168-2008《α-β钛合金凹凸倍检验组织步骤》尺度要求进行，室温拉伸依照GB/T228-2002《金属资料室温拉伸试验步骤》进行，室温冲击依照HB5144-1996《金属室温冲击试验步骤》进行，选取V型缺口。

2、试验了局及会商

2.1未经热处置的锻态组织

Ti31合金原始锻态显微组织见图1。从图中能够看出，未经热处置时α晶粒为扭折状的长条组织，β转变体含量很少。

2.2热处置对Ti31合金显微组织的影响

Ti31合金试样经第一阶段退火处置，退火态显微组织见图2。由图2能够看出：分歧热处置造度下的合金显微组织在初生α相含量、大幼以及次生α片层状态上均有所差距。经H1热处置的Ti31合金，拥有粗壮的“花生状”α晶粒。随着退火温度的上升，α相不变性降低并起头逐步溶化，使得室温组织初生α相含量、α晶粒尺寸显著降落。同时由于初生α相含量削减，晶粒间距增大，在冷却过程中次生α相得以长大，使得次生α片层长宽比随着退火温度的升高而增长。与单沉1阶段热处置相比，经双沉两阶段热处置之后初生α相显著长大并陪伴着次生α片层的略微增厚，其重要原因是在第二阶段热处置过程中，α相通过元素扩散作用产生了肯定水平的长大。

2.3热处置对Ti31合金力学机能的影响

别离选用3种分歧热处置造度下（H1（800℃×1h/AC）、H4（920℃×1h/AC）和H5（920℃×1h/AC+800℃×1h/AC））的Ti31合金，别离进行室温拉伸和室温冲击试验，其机能数据如表2所示。从表2能够看出，当退火温杜咨890℃上升至920℃时，合金的屈服强度提升了约30MPa，提高了合金的屈强比，并伴随塑性、冲击吸收功的上升，而合金的抗拉强度根基维持不变。这是由于随着退火温度的升高，原先粗壮的初生α相溶化、断开，降低了位错滑移距离，提升了塑性变形协调能力，使得资料的强韧性得以上升。另表，相比单沉退火处置，经过双沉热处置之后的合金强杜仔略微的降落，而塑、韧性有所上升，尤其是冲击吸收功的提升幅度最为显著。一方面是由于在双沉退火前提下晶粒产生粗化，导致强度略微降落
；另一方面是由于次生α片层的增厚，导致合金在受到冲击载荷时抵抗裂纹扩大的能力得到加强，使得合金的冲击吸收功得到显著的提升。经过920℃×1h/AC+800℃×1h/AC热处置后的Ti31合金拥有最优异的综合力学机能。

3、结论

（1）随着退火温度的升高，Ti31合金显微组织初生α相含量、尺寸逐步减幼，次生α片层长宽比增长，相迸宗单沉热处置造度，双沉热处置后的初生α相以及次生α片层会产生轻微的长大。

（2）退火温度的上升有利于提升合金的屈强比、塑性和冲击韧性，经过920℃×1h/AC+800℃×1h/AC热处置后的Ti31合金拥有最优异的综合力学机能。

参考文件:

[1]赵永庆，
；，李佐臣，等．西北有色院创新研造的船用钛合金[J]．钛工业进展，2003，20(6)：12-16．

[2]胡耀君．船用Ti-31合金的钻研及工程利用[J]．钛工业进展，1998，15(3)：22-24．

[3]胡耀君．Ti-31合金在核动力装置上利用得到成功[J]．钛工业进展，1997，14(1)：29-32．