Ti80钛合金是我国自行研制的875MPa级耐蚀可焊α-β型结构钛合金，其名义成分为Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo，在国标中对应的商标为TA31。。。其由于优异的冲击韧性、、、断裂韧性和耐蚀机能，以及优良的焊接机能，现已批量化利用于潜艇和水中刀兵的受力构件、、、螺栓、、、轴以及耐压壳体等，在船舶、、、石油、、、化工、、、机械等领域拥有辽阔的利用远景。。。

本文初次发展了海洋工程用超大规格Ti80钛合金锻坯的工程化制备钻研，对所研制的超大规格锻坯在分歧地位、、、分歧方向的组织和机能进行分析和评价，以推动Ti80钛合金资料在海洋工程领域的利用。。。

1、、、尝试资料

尝试资料为西部超导资料科技股份有限公司经3次真空自耗电弧熔炼的Ti80钛合金铸锭。。。铸锭规格为Φ1020mm，单重超过11000kg，铸锭实物图如图1所示，选取金相法测得其相变点为995～1000℃。。。铸锭经80MN快锻机在相变点以上开坯铸造，充分破碎铸态组织后，在相变点以下屡次镦拔变形，进一步细化晶粒，最后，将坯料在α-β两相区铸造成340mm×1800mm×2700mm的锻坯，锻坯单重超过7500kg，锻坯实物图如图2所示。。。

图1Ti80钛合金铸锭实物图

图2Ti80钛合金锻坯实物图

2、、、尝试仪器及步骤

在锻坯头部和尾部门别取340mm×1750mm×25mm的试样片进行热处置，热处置制度为965℃/2h，冷却方式为空冷。。。热处置后进行低倍组织观察，同时，在低倍试样的分歧部位取15mm×15mm×25mm的金相试样，金相试样取样地位如图3所示。。。选取配比为HF∶HNO3∶H20=1∶3∶5的侵蚀液侵蚀后，使用OLYMPUS立式金相显微镜对显微组织进行观察分析。。。在表层和1/2厚度处罚别依照LT(横向)和ST(纵向)方向取样，依照GB/T228.1—2010进行室温拉伸机能检测，依照GB/T229—2007进行室温冲击机能检测，其中，冲击试样规格为55mm×10mm×10mm，加工成45°×2mm的V型缺口试样。。。利用ZWICK/150全能拉伸尝试机进行室温拉伸机能测试，利用ZWICK/BＲA摆锤冲击尝试机进行冲击机能检测。。。

图3金相试样取样示意图

3、、、了局与会商

3.1 铸锭成分均匀性

在铸锭的头部、、、中部、、、尾部3个部位取样进行化学成分分析，成分检测了局如表1所示。。。由表1能够看出，Ti80钛合金铸锭的主元素Al、、、Nb、、、Zr和Mo的极差别离为900、、、400、、、300和400ppm，杂质元素O的极差能够节制在80ppm，批注铸锭整体成分均匀性优良。。。

表1Ti80钛合金的化学成分(%，质量分数)

3.2 锻坯机能不变性

Ti80钛合金锻坯的拉伸机能和冲击机能检测了局如图4和图5所示，分歧地位、、、分歧方向的抗拉强度Ｒm和屈服强度Ｒp0.2误差别离为6MPa，伸长率A的误差为2%，断面收缩率Z的误差为4%，冲击功Kv2的误差为5J，批注Ti80钛合金锻坯分歧地位、、、分歧方向的力学机能差距很小，拥有优良的机能不变性。。。

图4Ti80钛合金锻坯的拉伸机能

图5Ti80钛合金锻坯的冲击机能

3.3 锻坯组织均匀性

Ti80钛合金锻坯头部和尾部的低倍组织如图6所示，由图6能够看出，锻坯头部和尾部的低倍组织均匀一致，均为均匀的：：ё橹。。。

图7为Ti80钛合金锻坯分歧地位的横向显微组织照片。。。由图7能够看出，锻坯热处置后分歧地位的显微组织根基一致，均为球状初生α+片档次生α组成的双态组织，在转变β基体上散布着初生的等轴和拉长α相，分歧地位组织均匀性优良。。。均匀散布的片层α相能够有效保障合金拥有优良的冲击韧性。。。

4、、、结论

1)西部超导公司率先在国内实现了Φ1020mm、、、单重超过11000kg超大规格的Ti80钛合金铸锭熔炼及单重7500kg超大规格的Ti80钛合金锻坯铸造的能力。。。

2)Ti80钛合金铸锭分歧部位的成分均匀性优良，各主元素极差均节制在1000ppm以内。。。

3)Ti80钛合金锻坯分歧地位及方向的力学机能差距极小，力学机能不变性优良。。。锻坯分歧地位的低倍组织和显微组织均匀一致，批注锻坯拥有优良的组织均匀性。。。

图6Ti80钛合金锻坯的低倍组织(a)头部(b)尾部

图7分歧地位的Ti80钛合金锻坯的显微组织(a)表层1(b)表层2(c)表层3(d)1/2厚度1(e)1/2厚度2(f)1/2厚度

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