钛及钛合金拥有耐侵蚀性好、耐低温、密度低、比强度高档极度众多的优异个性，，使其在化工、低温发起机、海洋工程、航天航空等领域均有大量的利用[1?3]。。。TA15钛合金（名义成分为 Ti–6.5Al–2Zr–1Mo–1V）是一种极度典型近α型合金，，该合金拥有优异的可加工性、优良的焊接机能以及热不变机能、同时具备较好室温以及高温力学机能，，在海洋工程、航天航空、发起机叶片等领域均有宽泛的使用，，因其利用领域越来越多，，对其钻研也极度多元化[4?5]。。。

目前，，马庆等[6] 钻研了TA15钛合金双道次热压缩变形软化行为及等轴α相组织演变法规，，了局批注：：合金在双道次热压缩加工工程中，，降低应变速度、提高变形温度城市减小变形时的流动应力，，而在保温过程中，，合金会产生静态软化效应，，该效应受到应变速度、变形温度以及间隙保温功夫等成分影响，，此外，，发现组织中的α晶粒细化显著，，静态软化效应越好，，细化越显著。。。刘航等人[7] 对TA15钛合金双重热处置三态组织中的片层α尺寸进行了钻研，，了局批注：：获得三态组织的步骤为合金经两相区加热后空冷，，组织中片层α的厚度随着热处置温度的升高而增长，，但其长度减小。。。当加热温度在近 β 区间时，，随着保温功夫的增长，，片层α长度随之增长。。。

固然目前对TA15钛合金的钻研较多，，但鉴于工程化利用，，新型的出产工艺仍是重要的钻研方向，，本文钻研薄覆叠轧工艺出产大规格TA15钛合金薄板的组织与力学机能关系，，为现实出产提供参考。。。

1、试验资料与步骤

包覆叠轧工艺制备薄板通常由两部门组成，，首先是将板材轧制到最终厚度的 3~4 倍，，期间需进行换向轧制，，换向轧制可能使得板材横、纵向的组织与力学机能越发均匀。。。其次是将板材通过类似眉山治的方式，，将 2~4 层板材叠放于双层钢套中，，随后进行轧制，，直至加工到制品板材尺寸。。。使用2450mm轧机对TA15钛合金进行薄复叠轧轧制加工，，将TA15钛合金板坯轧制成厚度为2.5mm的薄板，，随后对薄板进行 850 ℃/2 h 退火热处置，，制成制品薄板，，使用 ICP 测定薄板的具体化学成分为 w(Al)=6.61%、w(V)=1.21%、w(Mo)=1.17%、w(Zr)=1.93%、w(O)=0.089%、 w(Fe)=0.035%、Ti余量 。。。 与 传 统TA15钛合金锻件与板材相比，，通过薄复叠轧工艺出产的TA15钛合金薄板，，其厚度更薄，，退火均匀性更好，，可使得TA15钛合金的使用领域越发宽泛，，并增长该合金的工程利用价值。。。

选取陆续升温金相法，，测试TA15钛合金薄板的相转变温度为 1010~1015 ℃，，将TA15钛合金薄板进行加工取样，，别离测试该合金的微观组织与室温拉伸机能，，随后观察拉伸试样的断口微观描摹。。。其中取样方向别离为薄板的轧制方向（RD）与薄板的横向方向（TD）。。。薄板的微观组织使用型号为ICX41M 的金相显微镜观察并拍照，，使用型号为INSTRON 的全能电子试验机进行室温拉伸机能测试，，拉伸断口微观描摹使用 Quanta 型扫描电镜进行观察拍照，，其中拉伸机能测试每组丈量两个试样，，最后取其均匀值，，拉伸机能测试项目为抗拉强度（R_m）、屈服强度（R_p0.2）、断后伸长率（A），，室温拉伸加工试样如图 1 所示。。。

2、了局与会商

金相组织

图 2 为TA15钛合金薄板的微观组织，，由图 2可知，，经薄覆叠轧以及退火处置后，，薄板的组织重要由α晶粒组成，，在各α晶粒之间存在玄色的残存β 相，，薄板的 RD 与 TD 方向微观组织靠近，，无显著差距，，组织中α晶粒的描摹以等轴状与细长条状为主，，存在肯定的轧制加工描摹。。。TA15 合金板坯在轧制过程中，，板坯中的原始α晶粒受到外应力作用产生变形，，其中形变后的α晶粒描摹重要受到变形水平、板坯成分以及变形温度等成分影响，，板坯在轧制过程中，，随着变形量的增长，，组织中的原始α晶；；岜谎贡，，进而产生破碎，，并且沿着轧制的方向产生扭曲、拉长[8]。。。随着轧制不休进行，，当变形水平达到肯定水平后，，薄板的组织中会有细长条状组织形成，，这是由于在塑性变形过程中，，板坯的基面以及柱面在滑移时，，α晶粒的取向并未扭转，，仅绕着c 轴旋转，，此时，，锥面产生的滑移与基面和柱面分歧，，使得α晶粒产生肯定倾斜，，倾斜会使α晶粒产生旋转，，进而形成长条状组织，，在随后的退火处置中，，组织中产生再结晶景象，，最终形成等轴α晶粒[9]。。。

拉伸机能

图 3 为TA15钛合金薄板的室温拉伸机能，，由图 3 可知，，薄板 TD 与 RD 方向的抗拉强度（R_m）别离为 1064 与 1071 MPa，，屈服强度（R_p0.2）别离为 1022 与 1033 MPa，，而两个方向的断后伸长率（A）别离为 14.5% 与 15%。。。经对比发现，，薄板 TD与 RD 方向的拉伸机能极度靠近，，注明薄板组织极度均匀无显著的各向异性。。。

在强度方面，，薄板拥有较高的强度，，这是由于板坯在轧制过程中，，组织会产生巨大的变形，，在点阵内部产生较大的畸变能，，增长组织中的贮存能，，原始晶粒破碎过程中，，在晶界地位会有再结晶产生，，在退火过程中形成极度藐小均匀的组织，，室温拉伸时，，位错在滑移，，藐小的晶粒形成较大的故障作用，，同时藐小的晶粒越发容易形成位错塞积，，位错若要持续滑移，，则必要更大的外应力，，导致薄板拥有较高的强度[10]。。。薄板在拥有较高强度同时，，其拥有较高塑性，，这是由于组织中的α晶粒重要以等轴状为主，，等轴α相的协调性好，，同时存在较多可开动滑移系，，在拉伸过程中，，滑移率先在拥有较大位向因子的等轴α相中进行开动，，等轴α相含量越多，，拉伸时形成的变形会急剧分散到等轴α晶粒中，，预防在极少数的晶粒中产生应力集中，，而导致薄板产生断裂，，故薄板拥有较高的塑性[11]。。。

断口描摹

图 4 为薄板的室温拉伸微观断口描摹，，由图 4可知，，薄板 TD 与 RD 方向的断口微观描摹险些一致，，二者均由大量等轴状韧窝组成，，在尺寸较大的韧窝中蕴含众多小韧窝，，此断口描摹拥有显著的韧性断裂特点，，断口描摹中韧窝的数量与尺寸代表薄板塑性的凹凸，，当韧窝数量多，，尺寸大时，，其塑性高，，而韧窝数量少，，且尺寸小，，其塑性低。。。在图 4的断口描摹中，，除蕴含大量韧窝外，，还蕴含少量的小平面，，小平面极度光滑且圆润，，同时发现肯定数量的二次裂纹，，二次裂纹与小平面的出现，，暗示薄板拥有高塑性的同时，，还拥有较高的强度，，这是由于组织中除拥有大量等轴晶粒外，，还有少量的长条状晶粒以及残存 β 相，，位错在受到故障的同时，，还会导致位错的活动方向产生少量的偏移所致，，这与薄板的现实拉伸机能一致。。。

3、实现语

（1）薄板的组织重要由α晶粒组成，，在各α晶粒之间存在残存β相，，α晶粒的描摹以等轴状与细长条状为主，，存在肯定的轧制加工描摹。。。

（2）TD 与 RD 方向的拉伸机能极度靠近，，注明薄板组织极度均匀无显著的各向异性。。。

（3）断口微观描摹均由大量等轴状韧窝组成，，拥有显著的韧性断裂特点，，除蕴含大量韧窝外，，还蕴含少量的小平面，，小平面极度光滑且圆润，，同时发现肯定数量的二次裂纹。。。

参考文件

[1]黄艳华，，冯继才，，彭晖，，等. 削减 TA12A 钛合金铸造过程理论开裂工艺钻研. 锻压设备与制作技术，，2022，，57(2)：：85

[2]王珏，，张晓巍，，张英伟，，等. TA32 钛合金双层结构零件超塑成形/扩散衔接工艺. 塑性工程学报，，2022，，29(3)：：53

[3]海敏娜，，黄帆，，王永梅. 浅析钛及钛合金在海洋设备上的利用.金属世界，，2021(5)：：16

[4]Li Y X, Gao P F, Yu J Y, et al. Mesoscale deformation mechanisms in relation with slip and grain boundary sliding in TA15 titanium alloy during tensile deformation. J Mater Sci Technol, 2022, 98(3): 72

[5]王哲，，何健，，张帅，，等. 铸造设备对TA15钛合金显微组织及机能的影响钻研. 钢铁钒钛，，2022，，43(1)：：80

[6]马庆，，魏科，，唐海兵，，等.TA15钛合金双道次热压缩变形软化行为及等轴α相组织演变法规. 资料热处置学报，，2021，，42(8)：：40

[7]刘航，，李伟，，张镜斌.TA15钛合金双重热处置三态组织中的片层α尺寸钻研. 热加工工艺，，2021，，50(14)：：142

[8]张世进，，李凯，，易图画，，等. 冷轧 TA5 钛合金退火过程的再结晶行为及织构演变. 金属热处置，，2022，，47(2)：：1

[9]Rizwan M, Lu J X, Chen F, et al. Microstructure evolution and mechanical behavior of laser melting deposited TA15 alloy at 500 ℃under in-situ tension in SEM. Acta Metall Sin Engl Lett, 2021, 34(9):1201

[10]朱 新 杰 ，， 范 群 波 ，， 余 洪 ，， 等 . Ti–4.5Mo–5.1Al–1.8Zr–1.1Sn–2.5Cr–2.9Zn 钛合金的动态力学机能及失效钻研. 罕见金属资料与工程，，2020，，49(4)：：1235

[11]李敏娜，，吴晨，，马保飞，，等. 大规格 TC11 钛合金棒材热处置后 组 织 与 性 能 分 布 规 律 性 研 究 . 钛 工 业 进 展 ，， 2022，， 39(1)：：12

基金项目：：自 治 区 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目（2022B01029）；；自治区创新环境（人才、基地）建设专项赞助项目（2020D14041）。。。

作者简介：：杨铮（1995—），，男，，陕西商洛人，，本科，，钛合金加工助理工程师，，重要从事钛及钛合金塑性成型工作。。。通讯地址：：新疆湘润新资料科技有限公司，，E-mail：：2271236647@qq.com。。。