引言

钛合金拥有高的比强度、、优良的高温机能、、优异的耐侵蚀机能、、较好的委顿机能，，，在航空航天领域得到了宽泛利用。

Ti60 钛合金是 Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si 系多元复合强化的近 α 型高温钛合金，，，它集细晶强化、、固溶强化和第二相（α2 和硅化物）弥散强化于一身，，，拥有良好的综合机能，，，重要利用于航空发起机轮盘和叶片等部位，，，在工作温度下拥有较高的热强性、、抗氧化性和中意的热不变性的优良匹配[1]。

罗文忠等人钻研了在相变点左近固溶处置对 Ti60 合金组织及室温、、高温拉伸机能的影响，，，双态组织拥有更好的强度和塑性的匹配[2]。贾蔚菊等人钻研时效功夫对 Ti60合金组织及机能的影响，，，时效功夫耽搁，，，析出物数量增长，，，合金强度变动不大，，，塑性显著降低[3]。赵成成钻研了热处置制度对 Ti60 显微组织和机能的影响，，，出格是时效功夫和温度对机能的影响[4]。而固溶处置冷却方式对力学机能的影响钻研较少。本文重要钻研了固溶冷却方式对 Ti60 钛合金显微组织和高温力学机能的影响。

1 、、尝试资料和步骤

1.1 尝试资料

铸锭由宝鸡钛业股份有限公司真空自耗电弧炉三次熔炼而成，，，锭型 φ694mm，，，其化学成分如表 1 所示。经测定铸锭的 α+β/β 相转变温度为 1037℃。

1.2 尝试步骤

铸锭经开坯、、铸造、、机加至 Φ300 棒材，，，从棒材上取样，，，棒材的热锻显微组织如图 1 所示，，，在棒材上截取样片，，，别离选用分歧的固溶时效制度对样片进行热处置，，，具体制度见表 2。

样片经固溶时效处置后，，，在样片上取样并进行显微组织、、室温拉伸、、600℃高温拉伸、、热不变（600℃/100h）和蠕变（600℃/440MPa/0.5h）机能检测，，，钻研分歧固溶冷却方式对Ti60 合金棒材室温、、高温（600℃）力学机能和显微组织的影响。

2、、 尝试了局与分析

2.1 固溶冷却制度对显微组织的影响

图 2 为 Ti60 合金棒材经分歧固溶时效制度处置后的显微组织？Ｄ芄豢闯鏊孀爬淙此俣鹊脑龀，，，初生 α 的尺寸变小，，，初生 α 相含量削减，，，水冷所得组织中初生 α 相含量最低（约为 15%）、、尺寸最小（约 20μm），，，空冷组织中初生 α相含量最高（约为 45%）、、尺寸最大（约 40μm）。这是由于随着冷却速度增长，，，原子来不及扩散，，，初生 α 相不成能充分 荟萃长大，，，淬火后保留下来的缺点相对较多，，，更容易产生非均匀形核，，，但原子扩散不充分，，，次生相来不及长大，，，所以在水冷前提下，，，初生 α 相为条状或针状，，，并且析出的次生α 相显著削减，，，且状态藐小。

2.2 固溶冷却方式对拉伸机能的影响

2.2.1 固溶冷却方式对拉伸机能的影响

图 3 是经过分歧的固溶时效热处置后，，，Ti60 合金棒材的室温拉伸机能和 600℃高温拉伸机能了局。

由图 3 能够看出，，，固溶冷却方式对拉伸强度有显著影响，，，水冷后的强度在室温、、600℃下都显著高于其它三种，，，油冷微风冷差距不大，，，空冷最低。这是由于选取较快的固溶冷却方式（如水冷）可能保留大量的亚稳 β 相，，，在后续时效过程中这些亚稳 β 相能分化析出大量细针 α，，，从而提高合金的抗拉强度。

2.2.2 固溶冷却方式对热不变的影响

图 4 是经过分歧的固溶时效热处置后，，，Ti60 合金棒材的热不变（600℃/100h）机能了局。

由图 4 能够看出固溶冷却方式对热不变强度的影响与对拉伸强度的影响类似，，，重要原因都是较快的固溶冷却方式（如水冷）在后续的时效中能析出藐小弥散的初生 α及大量的细针 α，，，提高了合金强度。从图 3 和图 4 也能够看出水冷的强度显著高于其它三种冷却方式，，，从中能够揣摩出水冷的冷却速度要比其它三种冷却方式快得多。从图 4能够看出在水冷的塑性显著低于其它三种冷却方式，，，有关文件批注[5]，，，塑性降落的水平与合金的初生 α 相含量有关，，，初生 α 相含量越少，，，塑性降低水平越大。这与本文的了局是相切合的。

2.2.3 固溶冷却方式对蠕变机能的影响

图 5 是经过分歧的固溶时效热处置后，，，Ti60 合金棒材的蠕变（600℃/440MPa/0.5h）机能了局。

从图 5 中能够看出，，，空冷的蠕变机能最差，，，随着冷却速度的增长，，，蠕变机能也随之提高，，，有关文件批注随着高温钛合金中等轴初生 α 相含量的增长，，，合金的抗蠕变机能逐步降落[6]，，，由于冷却速度越快，，，初生 α 含量越低，，，因而蠕变机能提高。

3、、 结论

（1）固溶冷却速度增长，，，会使 Ti60 合金棒材初生 α 尺寸变小，，，含量降低，，，并使次生 α 相越发藐小。

（2）固溶冷却速度增长，，，能显著提高 Ti60 合金棒材的室和善 600℃高温拉伸强度，，，但室温拉伸塑性会显著降低，，，对 600℃高温拉伸塑性影响较小。

（3）固溶冷却速度增长，，，有利于提高热不变（600℃/100h）强度。而热不变塑性会随着固溶冷却速度增长而降低。

（4）固溶冷却速度增长，，，有利于提高蠕变机能。

参考文件：：

[1]魏寿庸.600℃时高温钛合金（Ti60）的组织和力学机能[J].中国有色金属学报，，，2010，，，10（20）：：801-806.

[2]罗文忠.固溶处置对 Ti60 合金组织及拉伸机能的影响[J].罕见金属资料与工程，，，2010，，，17（12）：：3967-3971.

[3]贾蔚菊.热处置对 Ti60 合金组织及机能的影响[J].中国有色金属学报，，，2010，，，11（11）：：2136-2141.

[4]赵成成.热处置制度对 Ti60 显微组织和机能的影响[J].设备制作，，，2013，，，03（3）：：102-106.

[5]段锐.初生 α 相含量对近 α 钛合金 TG6 拉伸机能和热不变性的影响[J].航空资料学报，，，2007，，，06（3）：：17-22.

[6]王敏敏.影响钛合金蠕变行为的成分分析[J].罕见金属资料与工程，，，2002，，，04（2）：：135-139.