不同热加工工艺对TC11钛合金、TC11钛棒组织和性能的影响

TC11钛合金是一种α＋β型耐热钛合金，主要用于制造飞行器压气机盘、叶片等零件，是国产航空发动机用主要钛合金材料，现已推广应用于火箭发动机的转动部件。随着该合金的广泛应用，其各项技术指标的要求也越来越严格。

在钛合金的变形半成品中，特别是在两相钛合金的变形半成品中，合金成分、坯料原始组织、加热制度、变形率、变形均匀性和变形的温度条件是影响棒材最终宏观组织的基本因素，而不同的组织则能够大幅度地改变半成品的机械性能。科研人员采用锻造和轧制设备分别生产规格为Φ73mm和Φ29mm的TC11钛合金棒材，研究不同热加工工艺对其组织和性能的影响。

实验选用材料为某公司生产的三次真空自耗电弧熔炼锭，执行相近工艺，开坯、锻造提供规格为Φ150mm的热连轧轧制坯料以及Φ125mm的精锻机锻造用坯料，使用光学显微镜放大100倍进行观察，组织形貌均为较粗大的等轴组织且均匀一致。

上述坯料分别在精锻机和热连轧设备上生产规格为Φ73mm和Φ29mm的TC11钛合金棒材，加热温度均为970℃，变形速度为2.5m/s。

精锻工艺：采用精锻机设备进行一火次4道次变形，总变形量为65.9%，平均压下量为13mm，生产Φ73 mmTC11钛合金锻造棒材。采用精锻机设备进行三火次9道次变形，单火次平均变形量为61.1%，平均压下量为8mm，生产Φ29mmTC11钛合金锻造棒材。

轧制工艺：采用热连轧设备进行一火次9道次变形，总变形量为76.3%，平均压下量为35mm，生产Φ73mmTC11钛合金轧制棒材。采用热连轧设备进行两火次15道次变形，单火次平均变形量为80.3%，平均压下量为29mm，生产Φ29mmTC11钛合金轧制棒材。

试样采用950℃/1h·AC＋530℃/6h·AC进行退火处理后对不同工艺的成品棒材进行组织和性能的检测。试验结果表明：

（1）采用精锻工艺生产的TC11规格为Φ73mm和Φ29mm棒材成品，其显微组织要比热连轧工艺生产的棒材组织细小，且均匀性好。

（2）在相同加热温度下，精锻工艺生产的TC11钛合金棒材各项力学性能优于轧制棒材，适合生产组织和性能要求高的叶片用棒材；和精锻生产方法相比，新型热连轧工艺生产效率高，产品的平直度和表面质量较好，并可节约生产成品。