1.前言

鈦合金由於低密度、高比強度及良好的耐蝕性使其在航（háng）空航天、船舶（bó）和兵器等領（lǐng）域獲得（dé）了廣泛應用[1]。高強（qiáng）度及超高強度鈦合金由於其優良的特性在高性能（néng）飛行器結構材料中更占有重要地位。高強（qiáng）度鈦（tài）合金[2]是指室溫拉伸強度為1100～1400MPa之間的鈦合（hé）金，主要用來代替飛機（jī）結構中常用的（de）高強（qiáng）結構鋼，可（kě）減輕結構重量的40%，典型（xíng）的有美國的Ti1023（Ti-10V-2Fe-3Al），該合金與飛（fēi）機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼（gāng）性能（néng）相當，具有優異的鍛造性能[3-5]；Ti-15-3（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷加工性能比工業純鈦還好，時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上（shàng）；前蘇聯的BT22（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）合金其拉伸強度大（dà）於等於1105Mpa，已成功用作機身、機翼、起落架和其它高承載部件[6]；國內方麵，主要有北京有色金屬研究（jiū）院研製出的TB2（Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al），寶雞有色金屬研究所研製的（de）TB3（Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al）和上（shàng）海鋼鐵研究所研製的TB4（Ti-4Al-7Mo-10V-2Fe-1Zr）[5]以及九五期間仿製美國β-21S的TB8（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si）等（děng）合金。超高強度鈦合金[2]是指室溫拉伸強度超過1400MPa的鈦合金，用以代替超（chāo）高強度鋼製造飛機（jī）起落架的主承力構件，可減輕結構（gòu）重量30%，目前這類合（hé）金（jīn）還處在研製發展階段，達到這種強度級別的鈦合金如Ti-8V-5Fe-1Al亞穩（wěn）定β鈦（tài）合金，采（cǎi）用快速凝固粉末冶金工藝生產的Ti-8V-5Fe-1Al合金，其室溫（wēn）抗拉強度為1480MPa，伸長率為8%。

隨著（zhe）現代航空（kōng）飛行器對承力構件性能的要求越來越（yuè）高，提高（gāo）結構鈦合金性能已成為研究熱點，近年來，國內（nèi）外致力於開發1400Mpa級以上的超高強β鈦合金[7]。本文所研究的一種Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Fe-Nb係合金是寶鈦集團有限公司自主研（yán）發（fā）的超（chāo）高強度鈦合金，其Kβ穩定係數約1.33，鉬（mù）當量約（yuē）14.2，屬於近β型鈦合金，棒材經固溶時效處理後（hòu）的性能可達較高水（shuǐ）平。

2.試驗方法

試驗在寶鈦集團有限（xiàn）公司（sī）生產線上完成，經真空自耗電弧爐3次熔（róng）煉後得到合金鑄錠，對鑄錠進行（háng）化學成分分析並測試相變點。塑性加工分別在（zài）3150t水壓機進（jìn）行開坯鍛造，再（zài）到SXP精鍛機上進行精鍛，最後經橫列式軋機出Φ12.5mm×L熱軋棒材，並進行固溶時效處理。同時，試驗通過金相、力學、SEM、XRD、差熱分（fèn）析等手段對合金不同加工狀態的組織性能進行分析測試。

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4.結論

（1）鑄態合金的晶粒分布不勻，比較粗大，晶（jīng）粒直徑大小約為1000~2000μm，且β晶內和晶界都有α相析出；經過鍛造，合金晶粒細化到100μm，α相主要沿β晶界針狀析出，β晶內分布明顯（xiǎn）減少；再經熱軋後，晶粒進一步細化到20μm左右，合金為單相的β組織。

（2）合金經精鍛（duàn）後，棒材截麵上的硬度分布較開坯鍛造時（shí）均勻（yún），硬度值較開坯鍛造（zào）時的360HV有所提（tí）高，較鑄態的295HV顯著提高，達到380HV。

（3）合金經熱軋後抗拉強度為RM=861MPa，延（yán）伸率為A=17.5%左（zuǒ）右，經800℃∕30min.AC+460℃∕10h.AC固溶時效處理後，大量均勻細小的α相由β基體內析出，且以短片（piàn）狀的形式互相平行或垂直分布其中。同時，合金性能達到RM=1509MPa，R0.2=1349MPa，A=7.84%的水平。