TC17钛合金名义成分为Ti-5Al々Sn々Zr4Mo-4Cr,是一种综合性能优良的近!3型钛合金,具有较高的强度、淬透性和断裂韧性,且热稳定性好,抗疲劳性能高,热加工性能好a_a,可在a+13相区或/3相区进行锻造。自20世纪70年代以来就因其优异的性能逐渐进入航空领域,被用来制造高推力发动机上的压气机盘等部件。随着我国航空业的不断发展,高压压气机第一、二级整体叶盘锻件对所使用的材料提出了更高的要求。因此,研制高品质、大规格的TC17钛棒势在必行。本研究采用两种锻造工艺制备了$350mmTC17钛合金棒材,对比分析了锻造工艺对棒材组织、力学性能及探伤杂波水平的影响,为工业化生产大规格TC17钛合金棒材工艺制定提供依据。
实验采用志峰钛业经三次真空自耗电弧熔炼获得的TC17钛合金铸锭,其化学成分符合GB/T3620.1的要求。用金相法测得该合金的相变点(a+3/3)为880-900C。
对上述两种工艺方案锻制的TC17钛合金棒材直接进行低倍组织观察,低倍组织见图1。从图中可以看出,经方案A锻制的棒材的低倍组织为均匀的模糊晶,经方案B锻制的棒材的低倍组织为均匀的半清晰晶。低倍组织是由单相区的总变形量决定的,由于方案B单相区的变形不足,导致部分铸态组织经两相区的变形仍不能被充分破碎,最后在成品上反应为半清晰晶。
通过对比分析两种锻造方案锻制的棒材热处理后的显微组织、力学性能及棒材的杂波水平得出:在[S单相区进行变形量为60%~75%的镦拔变形,在(3相变点以下30~50C进行变形量为65%的拔长变形,再经840Cx2h/AC+800Cx4h/WC+630Cx8h/AC热处理,可制得各项力学性能符合GJB2218A—2008标准要求、探伤杂波水平可达$32mm-9~-12dB的$350mmTC17钛合金棒材。