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熱處理工藝對Ti53311S鈦合金組織與性能的影響-熱處理展-工業爐展-2014第十五屆廣州國際熱處理、工業爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業爐展--巨浪展覽—The 15th China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment,Industrial Furnace Exhibition
2014年4月22日熱處理展-工業爐展

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Ti53311S（Ti-5Al-3Sn-3Zr-1Mo-1Nb-0.3Si）是一種近α型高溫鈦合金。合金具有良好的高溫瞬時強度、抗蠕變性能以及熱穩定性，使用溫度可以達到550℃，可用于制造噴氣發動機和燃氣渦輪發動機的壓氣機盤、葉片。目前主要用于衛星姿態控制發動機噴注器。　　Ti53311S鈦合金的常規熱處理制度是高溫淬火＋時效，但在生產執行過程中較為復雜。這是由于該合金棒材在高溫淬火時，熱加工產生的表面裂紋很容易向縱深發展，導致棒材表面裂紋在后續的機加工過程中去除不干凈。因此，在生產過程中，需在淬火前對該合金棒材增加一次機加工，將表面裂紋去除干凈，這使得該合金棒材的生產成本提高。為此，提出了將低溫退火工藝應用于Ti53311S鈦合金棒材生產，并探索了低溫退火工藝中的最佳溫度和保溫時間，以及低溫退火和高溫淬火＋時效兩種不同的熱處理方式對兩相區加工的Ti53311S鈦合金棒材組織與性能的影響，旨在為實際生產中優化Ti53311S鈦合金的熱處理制度提供依據。　　實驗所使用的Ti53311S鈦合金鑄錠經三次真空電弧爐熔煉而成，尺寸為Φ440 mm，金相法測定該合金的（α＋β）/β相轉變溫度為1000～1010℃。鑄錠經開坯鍛造、兩相區多火次鍛造以及精鍛加工成Φ50mm棒材。在精鍛棒材上取樣后，將試樣分別在550、600、650、700℃保溫60min，然后測試其室溫力學性能，從而確定棒材低溫退火的最佳溫度。再分別研究當采用低溫退火（650℃×30、60、90、120min/AC）和高溫淬火＋時效（980℃×30、60、90、120min/WQ＋650℃×6h/AC）兩種熱處理制度時，保溫時間對棒材性能與組織的影響，并對經兩種熱處理工藝處理后的棒材的性能進行對比。在熱處理后的棒材上切取金相試樣和拉伸試樣，分別對其進行顯微組織觀察以及室、高溫力學性能測試。試驗結果表明：　�。�1）經兩種不同熱處理制度處理后，均能獲得滿足Q/XB 1517－1998標準要求的Ti53311S鈦合金棒材。經650℃低溫退火處理后可獲得等軸α＋β組織，經高溫淬火＋時效處理后可獲得等軸初生α＋含針狀α的轉變β雙態組織。　�。�2）在生產中，可根據實際情況選取更為適宜的熱處理方式。其中，較為經濟的熱處理方式為650℃×60min/AC；可獲得較好力學性能的熱處理方式為980℃×（30～90）min/WQ＋650℃×6h/AC。熱處理展-工業爐展-2014第十五屆廣州國際熱處理、工業爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業爐展--巨浪展覽—The
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