TC11钛合金棒材的热处理

       TC11钛合金属马氏体型 (α +β)两相钛合金 ,在 航空工业获得大量应用 ,有关 TC11合金的热处理 ,已 作过较多研究 。采用 950 ℃ ×( 1 ～2 ) h空冷 + 530 ℃ ×6 h空冷双重退火作为常规的热处理制度。 随着需求的品种规格增多 , TC11合金除用作常规产品 外 ,还供制大规格的棒材及锻件。由于钛合金的导热 率低 ,λ600 ℃仅约 16 W·(m·K) - 1 ,在热处理的冷却 过程中 ,棒材的中心部位温降缓慢。而 TC11钛合金在 950 ℃首次退火的冷却过程中 ,介稳 β相的分解又取决 于冷却速度 ,其产生的次生 α相和留存的介稳 β相 的成分和分布状态均因冷却速度不同而改变。

       TC11合金的二次低温退火是为了稳定组织和获得时效强化效 应 ,通常采用既定的二次退火制度 530 ℃ ×6 h空冷。 材料在二次退火时的组织变化及退火后具备的性能取 决于首次退火后的组织状态和相成分 ,由于首次在 950 ℃退火保温 1～2 h后的空冷过程 ,棒材中心部位因 温降缓慢 ,其组织与性能可能会发生不同变化 ,因此研 究直径 ≥200 mm的大规格 TC11合金棒材首次退火后 的空冷过程 ,不仅有利于调整大规格棒材和锻件的性 能 ,还有利于钛棒厂家规范 TC11合金的生产工艺。

  1) 采用常规的双重退火制度 ,位于 <200 mm 的 TC11合金棒材中心部位的模拟试样 ,其显微组织已不 符合 GJB 2744A—2007标准的规定 ,室温拉伸强度偏 低 ,塑性也明显下降。

  2) <200 mm棒材中心部位的模拟试样 ,在首次退 火的空冷过程中 ,因冷却缓慢 ,显微组织中的 α相量 高达 65% ,α相间形成连续的 β相带 ,在常规二次退 火时 ,β相已不分解。 

  3) TC11合金大规格棒材的热处理 ,需根据材料 的使用条件、不同的性能要求调整热处理制度。