TC21钛合金大规格棒材镦饼工艺研究

    TC21钛合金是一种新型高强损伤容限钛合金[1],其合金系为Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb-Si,属两相钛合金[2]。该合金具有较高的强度、断裂韧性、裂纹扩展抗力、热稳定性的综合匹配能力，其综合性能与美国的Ti-62222S合金相当，钛棒厂家认为该合金适用于制造大型承力结构件等。

1.试验坯料试验采用3次真空自耗电弧炉熔炼的<D704mm、锭重3000kg的铸锭，化学成分如表1所示，（a+yS)/yS相转变温度为960°C~970°C。

2. 试验方案

    将350mm棒材据切成70mm厚饼材，用电阻炉对该坯料进行加热，3种不同加热制度为p+20°C、P-20°C和p+30°C，并保温30min，然后在锻压机上进行镦饼，镦饼后的坯料统一采用P-20°C/lh、AC+590°C/4h、AC的双重热处理制度进行处理，热处理后坯料用车床进行机加，机加后的坯料进行无损检测，检测后的坯料取样进行组织及对应性能测试。锻造加热温度对显微组织影响较大，对锻造来讲，P转变温度是一个重要的临界温度。低于这个温度（即在a+P区）加热并进行相应锻造变形后，经双重退火处理，获得等轴a+P胃组织，如方案二所示。高于P转变温度（即在P区）加热并进行锻造变形，终锻温度低于P转变温度，变形后经双重退火处理，获得网篮状组织，如方案一所示。对高于P转变温度相对较多，终锻变形温度高于P转变温度，变形后经双重退火处理后，可获得典型的魏氏组织，如方案三所收稿日期:2016-04-1934有色金属加工第46卷示。

 结论

  1)3种方案所得显微组织形貌差异明显，分别为典型的网篮组织、等轴组织和魏氏组织；

  2)组织决定性能，不同形貌的显微组织所得到的力学性能差异较大。方案三所获得断裂韧性最好，方案二所获得的强度指标最高，方案一和方案二所获得的塑性指标较好。