钛及钛合金拥有比强度高、耐高温、耐低温、耐侵蚀性、密度小等众多优异个性
，，，在汽车工业、军工领域、航天航空等领域均匀宽泛的使用
，，，拥有极度优良的发展远景[1
，，，2]。Ti- 6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金（也称TA15合金）是一种典型的近α型钛合金
，，，拥有适中的强度
，，，由于该合金不只增长α型不变元素Al和β型不变元素Mo和V
，，，同时增长了一 定量的中央元素Zr
，，，使该合金具备优异的焊接机能、热不变机能和优良的塑性等特点
，，，在航天发起机叶片、飞机轮毂、飞机承重件等领域有宽泛使用[3
，，，4]。 由于Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金的利用领域宽泛
，，，故对机能的要求愈加严格
，，，钻研领域也极度多元化
，，，范朝等[5]钻研了TA15合金粉体制备及其SLM成形机能
，，，了局批注： 雾化压力的巨细
，，，对分歧地位的粉体的松装密度和流动性有显著影响；；；而扭转随熔炼功率除了影响松装密度和流动性外
，，，对粉体卫星球和球形水平的优异性也有影响；；；在制成的 样品横截面处有格子描摹出现
，，，大量交错散布马氏体存在格子内部；；；而纵截面地位则出现肯定数量的β柱状晶。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：流动应力的巨细受到应变速度和变形温度的影响；；；合金在保温时
，，，有静态软化景象产生
，，，变形温度越高其软化率越高
，，，同时发现合金组织中的 等轴α相在此过程中细化显著
，，，其细化水平受到静态软化影响。

本文以Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V合金棒材为钻研对象
，，，钻研棒材在经退火处置后
，，，分歧地位微观组织和拉伸机能
，，，索求现实出产中遇到的问题
，，，为该合金的利用作出肯定参考。

1、试验资料与步骤

本试验资料为新疆湘润新资料科技有限公司出产的直径为150mm的钛合金棒材
，，，该棒材经三次真空熔炼以及多火次铸造而成（图1a所示）
，，，其制品化学成分为（质量分数
，，，%）：6.7Al、1.7Mo、2.2V、0.2O、Ti余量。Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V棒材锻态低倍组织如图1b所示
，，，由图1b可得
，，，棒材低倍组织为均匀的半吞吐以及吞吐晶
，，，晶粒散布极度均匀
，，，并无冶金缺点以及肉眼可见的裂纹、折叠、分层组织、气孔、偏析、细晶亮带
，，，以及金属或非金属同化
，，，切合《GJB2744A-2007航空用钛及钛合金锻件规范》的2类组织。

凭据《GB/T23605?2009钛合金转变温度β测定步骤》测得合金的相变点为1010℃~1015℃
，，，其相变金相组织如图2所示。

从制品棒材中切取长度为80mm样棒
，，，按《GJB3763A-2004钛及钛合金热处置》中所划定制度对棒材进行热处置
，，，其热处置制度为850℃×2h/AC
，，，随后进行微观组织以及力学机能的测试
，，，拉伸状貌的取样方向别离T向（棒材横向）和L向（棒材纵向）
，，，微观组织使用型号为ICX41M的光学显微镜观察
，，，使用INSTRON全能试验机测试棒材的室温以及高温拉伸机能
，，，其中每组试验测试三个状貌
，，，最后取均匀值。

2、了局与会商

2.1原始微观组织

棒材铸造实现后
，，，在锻棒的边部、D/4处、心部门别进行显微组织观察
，，，棒材具体描摹如图3所示
，，，棒材横向和纵向的微观组织为典型的α+β两相区铸造加工而成的组织
，，，组织中原始β晶界齐全破碎
，，，组织由初生α相和β转变组织组成β转变组织蕴含轴藐小的次生α相和β残
，，，其中棒材边部以及D/4处的微观组织中拥有较高的等轴化水平
，，，而心部组织中出现少量被拉长的初生α相组织
，，，总体而言
，，，组织横纵向差距较小。

2.2退火态微观组织

经退火后的锻棒边部横、纵向的显微组织（图4a1、4b1）均为双态组织
，，，与原始金相组织相比
，，，横向组织中除等轴α相外
，，，还存在少量拉长α相组织
，，，经检测可得其初生α相含量为47.8%
，，，α晶粒均匀直径为20.3μm
，，，晶粒度级别为8.3级
，，，拉长的条状初生α长度不超过0.25mm
，，，该组织切合GJB2744A-2007中的2类组织。组织中纵向的初 生α相含量为42.8%
，，，均匀α晶粒直径为37.8μm
，，，晶粒度级别6.8级
，，，条状初生α长度不超过0.25mm
，，，显微组织切合GJB2744A-2007中的4类组织。对比边部地位横、纵向显微组织
，，，横向组织中初生α相含量略高于纵向显微组织
，，，且横向组织中均匀α晶粒直径低于纵向组织
，，，纵向组织中拉长α含量高于横向组织。

D/4处横、纵向的显微组织与头部组织类似
，，，经检测横向组织初生α相含量为54.5%
，，，均匀α晶粒直径为16.2μm
，，，晶粒度级别为8.9级
，，，条状初生α长度不超过 0.25mm
，，，且显微组织切合GJB2744A-2007中的2类组织
，，，纵向组织初生α相含量为55.4%
，，，均匀α晶粒直径为25.4μm
，，，晶粒度级别7.6级
，，，条状初生α长度不超过0.25mm
，，，显微组织亦切合GJB2744A-2007的2类组织。对比D/4处横、纵向显微组织
，，，初生α向含量相差不大
，，，纵向均匀晶粒度大于横向组织
，，，横、纵向组织等轴化水平均较高
，，，且有显著的方向性。

退火后棒材心部位横、纵向的显微组织同样为等轴α和少量的拉长α组织
，，，经检测横向组织初生α相含量为62.0%
，，，均匀α晶粒直径为25.6μm
，，，晶粒度级别为7.6级
，，，条状初生α长度不超过0.25mm
，，，显微组织切合GJB2744A-2007的2类组织
，，，纵向组织初生α相含量为62.9%
，，，均匀α晶粒直径为27.0μm
，，，晶粒度级别7.5 级
，，，条状初生α长度不超过0.25mm
，，，显微组织亦切合GJB2744A-2007的4类组织
，，，对比中心部位横、纵向显微组织
，，，初生α向含量以及均匀晶粒度尺寸均相差不大。

合金经退火处置后
，，，组织中析出新的次生α相
，，，与组织中渣滓的残存β相形成新的β转变组织
，，，经退火后的组织仍为双态组织
，，，组织的次生α相的析出由退火后的冷却速度以及β基体中元素含量所决定[7]。

退火温度的凹凸会影响组织中元素进行再分配
，，，当温度较高时
，，，α相向β相转变会增多
，，，而元素进行再分配会导致位于β相中的β不变元素含量降低
，，，当α不变元素含量增长时
，，，冷却过程中β相的不变性降落
，，，促使次生α相析出。

2.3退火后室温拉伸机能

在样棒D/4地位取室温拉伸试样
，，，测试了局如表1所示
，，，合金的抗拉以及屈服强度较高
，，，且横、纵向差距较小
，，，切合尺度要求。

拉伸状貌在进行变形时
，，，滑移会在等轴α晶粒中率先起头
，，，在拉伸不休进行过程中
，，，滑移会占据更多的初生α相
，，，由于组织中同时含有β转变组织
，，，滑移还会向β转变组织内扩大
，，，β转变组织中的次生α相是对合金强度起到重要影响[8]
，，，众多的次生α订交错散布
，，，同时相界面也会对滑移起到故障成效
，，，增长合金变形难度
，，，增长强度。由于等轴α相会减小滑移带的间距
，，，减小位于晶界处的位错塞积
，，，推迟浮泛的成长
，，，增长断裂合金接受的形变水平
，，，增长合金塑性[9-11]。

2.4退火后高温拉伸机能

同样在样棒D/4地位取高温拉伸试样
，，，拉伸温度为500℃
，，，测试了局如表2所示
，，，相比室温拉伸机能
，，，合金的抗拉以及屈服强度较低
，，，而塑性较高
，，，横、纵向差距较小
，，，切合尺度要求。

通常情况下
，，，提高变形温度会增长组织内部的热激活能
，，，原子振幅与动能会增长
，，，同时增长空位和位错的活跃水平
，，，增长滑移系数量的同时降低滑移产生的临界分切应力
，，，减小晶面进行滑移时的故障
，，，降低合金强度。同时
，，，在进行高温拉伸时
，，，部门位于组织中的相会溶化
，，，强化作用减弱
，，，进行拉伸时会产活泼态回复
，，，提高位错内相的数量
，，，提升软化机制
，，，塑性增长。

3、结论

（1）锻后棒材横向和纵向的微观组织为典型的α+β两相区铸造加工而成的组织
，，，组织中原始β晶界齐全破碎
，，，组织由初生α相和β转变组织组成β转变组织蕴含轴藐小的次生α相和β残
，，，横纵向组织差距较小。

（2）与原始金相组织相比
，，，退火后棒材的分歧地位的组织中除等轴α相外
，，，还存在少量拉长α相组织。

（3）棒材室温的抗拉以及屈服强度较高
，，，塑性优良
，，，且横、纵向差距较小。

（4）相比室温拉伸机能
，，，棒材的高温拉伸强度较低
，，，而塑性较高
，，，横、纵向差距较小。

参考文件：

[1]安强,祁文军,左小刚.TA15钛合金理论原位合成TiC加强钛基激光熔覆层的组织与耐磨性[J/OL].资料工程:1-8.

[2]李永奎,齐海东,路林等.基于热膨胀步骤的TA15钛合金的陆续冷却相转变[J].资料热处置学报,2021,42(12):69-75.

[3]唐学峰,黄振,温红宁,等.基于深度神经网络的TA15高温拉伸变形行为精确预测[J].锻压技术,2021,46(09):67-76.

[4]李细锋,曹旭东,王斌,等.钛合金电辅助塑性成形技术钻研进展[J].航空制作技术,2021,64(17):22-30.

[5]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[J].资料热处置学报,2021,42(08):40-47.

[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[J].资料热处置学报,2021,42(08):40-47.

[7]Lütjering G,Williams J C.Titanium[M].Berlin:Springer Verlag,2007:202.

[8]C.Sauer,G.Luetjering.Thermo-mechanical processing of high strength Ti-titanium alloys and effects on microstructure and properties[J].Journal of Materials Processing Technology,2001,117:311.

[9]Huang L J,Geng L,Li A B et al.Materials Science and Engineering A[J].2008,489(1-2):330.

[10] Shi Xiaohui,Zeng Weidong,Long Yu et al.Journal of Alloys and Compounds[J].2017,727:555.

[11] Zhou Y G,Zeng W D,Yu H Q.Materials Science and Engineering A[J].1996,221(1):58.