钛合金拥有比强度高、、、耐侵蚀性好、、、耐高温等显著特点，，，被宽泛利用于航空航天、、、化工、、、医疗等领域[1-7]。。近年来，，，随着航空技术的不休发展，，，对轻量化的要求提高，，，越来越多的航空发起机压气机整体叶盘等关键动弹件选用钛合金[8-12]，，，从而实现减重主张。。在从前的几十年内，，，中温高强型钛合金得到很大发展，，，多种合金相继成功开发。。其中，，，TC11和TC19是该类型钛合金中较为典型的2 种商标。。TC11钛合金（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）是一种综合机能优良的钛合金，，，在 500 ℃以下拥有优异的热强性和较高的室温强度，，，重要用于制作航空发起机的压气机盘、、、叶片、、、鼓筒等零件，，，也可用于制作飞机结构件，，，关于该合金成形、、、热处置及组织机能的钻研报道较多。。TC19 钛合金（Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo）是美国 20 世纪开发的一种两相热强钛合金[13-14]，，，由于该合金在 Ti6242合金基础上提高了 Mo 含量，，，大大不变了β相，，，使其拉伸机能得到了改善，，，因而该合金拥有高强度和高韧性的特点[6-8]。。我国对于TC19钛合金的研制功夫相对较短，，，目前有关该合金组织与机能的钻研报道也相对较少，，，但因其较优的综合机能，，，相信拥有较好的利用远景。。

TC11和TC19均为α-β型钛合金，，，但为了达到分歧的工程使用状态，，，2 种合金的制备工艺和组织机能节制存在肯定差距。。TC11钛合金通过α-β区热变形和α-β区热处置工艺获得双态组织，，，其最高的长功夫工作温度为500 ℃；；TC19 钛合金通过β区铸造工艺获得篮网组织，，，其最高的长功夫工作温度约为 450 ℃。。TC11和 TC19钛合金的使用温度相当，，，预期服役工况相当，，，但关于 2种钛合金机能对比钻研的报道较少。；；诜⑵鸹蛊逡杜谭役工况的特点，，，对 TC11和TC19钛合金锻件分歧前提下拉伸机能、、、缺口冲击韧度、、、委顿机能进行了对比分析，，，以期为这 2 种钛合金的工程化利用提供借鉴。。

1、、、尝试

尝试资料为 TC11和TC19钛合金模锻件，，，其毛坯示意图见图 1。。对 TC11钛合金锻件进行双重退火热处置，，，具体制度为：：β相转变温度以下 30~50 ℃保温 1~2 h，，，空冷；；520~540 ℃保温 6 h，，，空冷。。对TC19钛合金锻件进行齐全热处置，，，具体制度为：：在β相转变温度以下20~50 ℃保温 2 h，，，电扇冷却；；595 ℃保温 8 h，，，空冷。。

选取线切割在锻件横截面中部地位切取 15 mm×10 mm 金相试样。。金相试样理论经 2000#砂纸精磨、、、SiO₂乳浊液抛光处置后，，，选取 HF、、、HNO₃、、、H₂O 的混合溶液（体积比为 1:2:80）进行化学侵蚀。。选取金相显微镜观察组织特点，，，并用 JSM-5600LV 型扫描电子显微镜（SEM）附带的电子背散射衍射仪（EBSD）进行晶粒状态和尺寸分析。。

在锻件上沿弦向切取圆形试棒，，，并加工成拉伸、、、冲击韧度及委顿试样。。按 照 ASTM E8/E8M—2021 和ASTM E21—2020 尺度要求，，，选取 INSTRON 5982 型电子全能资料试验机进行拉伸机能测试，，，拉伸试样屈服前应变速度为 0.005 min^-1，，，屈服后应变速度为 0.05 min^-1。。

利用 MTS 370 型液压伺服委顿试验机对冲击韧度试样进行裂纹预制，，，振动频率为 10~20 Hz，，，循环数≥3000次，，，缺口深度与裂纹长度之和为 3 mm。。依照 Q/AVIC06086—2015《钛合金 T 型缺口试样冲击韧度 KCT 试验步骤》要求，，，选取 ZBC 2302 型摆锤式冲击试验机进行冲击韧度测试。。依照 GB/T 15248—2008《金属资料轴向等幅低循环委顿试验步骤》要求，，，利用 MTS 370 型液压伺服委顿试验机进行低周委顿机能测试，，，选取应力节制模式，，，波形选择正弦波，，，加载频率为 1 Hz，，，保载功夫为 2 min。。

选取 JSM-5600LV 型扫描电子显微镜进行断口描摹分析。。

2、、、了局与分析

2.1金相组织

TC11和TC19钛合金锻件的金相组织和 EBSD 分析了局别离见图 2 和图 3。。由图 2a、、、3a 可见，，，TC11钛合金为典型的双态结构，，，组织由初生α相（αp）和转变β相（βt）组成，，，转变β相由针状或片层状次生α相（αs）和残存β相组成；；初生α相根基出现等轴态，，，占比约为 45%，，，均匀晶粒尺寸约为 12.16 μm。。由图 2b、、、3b 可见，，，TC19钛合金为典型的全片层网篮组织，，，α相的长短和粗细不一，，，重要呈编织状和并列状；；原始β晶：：途Ы绂孪嗲宄嚎杉，，，属于典型的β相区加工组织，，，均匀晶粒尺寸约为13.08 μm。。

2.2拉伸机能

TC11和TC19钛合金锻件在 100、、、200、、、300、、、400 ℃下的拉伸机能见图 4。。从图 4 能够看出，，，随着测试温度的升高，，，TC11和TC19钛合金的拉伸强度降低，，，塑性颠簸领域不大。。TC19 钛合金的拉伸强度显著优于 TC11钛合金，，，二者分歧温度下的抗拉强度相差 80~170 MPa，，，屈服强度相差 70~130 MPa，，，且随着温度的升高，，，差距增大；；在塑性上，，，TC19 钛合金显著劣于 TC11钛合金，，，但二者延长率均达到 10%以上。。资料的屈服强度与位错活动的塞积水平有关，，，通常以为位错塞积水平越大，，，阐发为资料的屈服强度越大。。TC19 钛合金为编织状的网篮组织，，，单个针状或边条α相可作为一个单元体，，，当位错穿过一个α相后鄙人一个板条界面处即可形成较强的位错塞积，，，阐发为屈服强度较高。。TC11钛合金组织中的初生α相可成为位错活动的有利通道，，，因而阐发为强度水平偏低，，，但塑性较好。。

TC11和TC19钛合金锻件在 300 ℃下的拉伸断口典型描摹见图 5。。从图 5 能够看出，，，2 种合金断口理论均有深浅分歧的韧窝，，，属于产生较大塑性变形而产生的断裂。。

TC11钛合金锻件拉伸断口纤维区较粗糙，，，存在大量韧窝，，，断口放射区有大量尺寸较大且较深的孔洞韧窝（图5a、、、5b）。。TC19 钛合金锻件拉伸断口理论由较浅的韧窝组成，，，存在较多扩大棱线和台阶结构（图 5c、、、5d）。。相对而言，，，TC11钛合金断口韧窝更深更密且尺寸更大，，，这是由于 TC11钛合金的初生?相尺寸较大，，，故形成的韧窝尺寸较大，，，断裂过程中会亏损更多的塑机能，，，阐发为塑性更好。。

2.3缺口冲击韧度

TC11和TC19钛合金锻件分歧温度下的缺口冲击吸收功见图 6。。由图 6 能够看出，，，TC19 钛合金锻件的缺口冲击吸收功显著高于 TC11钛合金锻件，，，分歧温度下相差 1.6~10 J/cm2，，，随着温度升高，，，差距逐步增大。。TC11和TC19钛合金锻件在室温下的冲击断口描摹如图 7 所示。。由图 7 能够看出，，，TC11钛合金锻件冲击断口理论存在孔洞和韧窝描摹，，，断口理论相对整齐，，，升沉较小。。TC19 钛合金锻件冲击断口理论粗糙且出现升沉较大的台阶和扯破棱描摹，，，部门区域可见韧窝和二次裂纹，，，注明资料失效过程中亏损了较多的塑性功，，，阐发出更好的韧性。。

2.4委顿机能

尝试室通常采取简化的三角波、、、正弦波等波形来预测循环载荷作用下的低周委顿寿命，，，这种步骤操作单一，，，也拥有肯定的代表性，，，但在航空发起机的现实服役过程中，，，存在委顿寿命严重低于预测寿命，，，造成航空变乱的问题，，，如 1972 年罗尔斯·罗伊斯公司 RB211 发起机出现过近α型 IMI685 合金制作的电扇盘提前失效[15-16]。。

钻研发现，，，预测误差是由于所选取的委顿波形不正确所致。：：娇疹押辖鸩考的委顿寿命应选取与现实飞行载荷谱更靠近的梯形波来评价。。在峰值应力下维持一段功夫的梯形波委顿，，，即为保载委顿（LCDF）[17-20]。。在一样的应力前提下，，，保载委顿寿命与通常委顿寿命相比显著降低的景象称为保载效应，，，通常选取保载系数 A 评估资料保载效应的敏感性，，，推算式见式（1）。。

式中：：NLCF 为无保载委顿寿命，，，NLCDF 为保载委顿寿命。。

TC11和TC19钛合金在 100 ℃和 855 MPa 峰值应力下无保载和保载 2 min 的委顿寿命见表 2。。从表 2 可知，，，TC19 钛合金保载和无保载委顿寿命均显著高于 TC11钛合金，，，且 2 种合金均存在肯定的保载效应，，，保载系数领域为 1.48~1.62。。

TC11和TC19钛合金锻件在保载和无保载前提下的委顿断口典型描摹如图 8 所示。。由图 8 可见，，，TC11和TC19 钛合金锻件断口理论均存在显著的委顿条带。。TC11钛合金无保载试样断口扩大区出现倾斜小平面和台阶，，，整体升沉较大，，，小平面上委顿条带方向分歧，，，见图 8a；；TC11钛合金保载试样断口扩大区相对较平坦，，，有二次裂纹，，，见图 8b。。TC19 钛合金无保载试样断口扩大区理论拥有显著深且密的委顿辉纹和扩大棱线，，，见图8c；；TC19 钛合金保载试样断口扩大区有稍浅的扩大棱线和二次裂纹，，，见图 8d。。总之，，，TC19 钛合金委顿条带相对 TC11钛合金更为致密，，，批注TC19钛合金委顿扩散速度较慢，，，对委顿裂纹扩大的故障作器拥有更强的优势。。

此外，，，保载试样断口与无保载试样断口相比，，，其扩大区整体相对平展，，，且出现更多的二次裂纹描摹。。

3、、、结论

(1) TC11钛合金锻件为典型的双态组织，，，由初生α相（αp）和转变β相（βt）组成，，，转变β相由针状或片层状次生α相（αs）和残存β相组成，，，初生α相根基出现等轴态。。TC19 钛合金锻件为典型的全片层网篮组织，，，α相重要呈片状或针状。。

(2)TC19钛合金锻件的拉伸强度显著优于 TC11钛合金锻件，，，且随着温度的升高，，，差距越来越大。。TC19钛合金锻件的塑性显著低于 TC11钛合金锻件，，，但二者延长率均达到 10%以上。。TC19 钛合金的高温缺口冲击韧度显著高于 TC11钛合金。。在 100 ℃和 855 MPa 峰值应力载荷下，，，TC19 钛合金保载和无保载委顿寿命均显著高于 TC11钛合金，，，且 2 种合金均存在肯定的保载效应。。

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