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Ti-6211鈦合金（化學成分）的組織和性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-12-07
Ti-6211合金的名義成分為Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V，名義成分下的鋁當量為6.33，鉬當量為1.67，屬高鋁當量的近α型鈦合金。Ti-6211合金與俄羅斯研制的BT20鈦合金相似，具有中等的室溫強度和高溫強度，良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，較高的比強度、抗蠕變性和耐腐蝕性。
Ti-6211合金的名義成分為Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V，名義成分下的鋁當量為6.33，鉬當量為1.67，屬高鋁當量的近α型鈦合金。Ti-6211合金與俄羅斯研制的BT20鈦合金相似，具有中等的室溫強度和高溫強度，良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，較高的比強度、抗蠕變性和耐腐蝕性。另外，Ti-6211合金還具有較好的工藝塑性，可制成薄板、厚板、棒材、鍛件、模鍛件及型材等多種規(guī)格品種。該合金被廣泛用于制造高性能飛機的重要結(jié)構(gòu)件。與國內(nèi)外廣泛使用的Ti-6Al-4V合金相比，當工作溫度提高到450～500℃時，Ti-6211合金的強度優(yōu)越性明顯，可高出100～150MPa。Ti-6211合金強化機制主要是通過α穩(wěn)定元素Al的固溶強化，同時也與加入的少量中性元素Zr和β穩(wěn)定元素Mo、V強化合金。
科研人員通過對Φ300mm和Φ350mm兩種大規(guī)格Ti-6211合金棒材的試制，對大規(guī)格的棒材進行顯微組織的研究以及性能對比分析，以考察加工工藝對Ti-6211合金組織和性能的影響，為今后Ti-6211合金大規(guī)格棒材的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
研究用原材料是采用真空自耗3次熔煉的Ti-6211合金鑄錠，金相法測得該合金的相變點為985～990℃，化學成分如表1所示。鑄錠先在相變點以上100～200℃溫度開坯，再在相變點以下進行大變形，鍛造成Φ300mm和Φ350mm兩種大規(guī)格棒材，低倍觀察組織均為典型的模糊晶，說明棒坯在兩相區(qū)獲得了充分的變形。
表1??技術要求Ti-6211合金化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）
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元素
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Al
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Zr
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Mo
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V
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Si
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Fe
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Ti
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含量
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5.5～7.0
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1.5～2.5
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0.5～2.0
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0.8～2.5
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≤0.15
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≤0.25
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余量
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?
熱處理試驗在SX2型箱式電阻爐內(nèi)進行；拉伸試驗在Instron-4507拉力試驗機上測定；采用LEICA?MEF4A倒立金相顯微鏡觀察組織形貌并拍攝金相照片。試驗結(jié)果表明：
（1）經(jīng)過兩相區(qū)大變形后，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的橫向組織均為等軸組織，其中Φ300mm的均勻性略好于Φ350mm的棒材。棒材的規(guī)格尺寸越大，其組織和性能均勻性控制難度越大。
（2）由于1/2半徑處變形較充分，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的室溫強度明顯比中心位置高，而塑性指標受取樣位置的影響較小。
（3）兩相區(qū)大變形的鍛造工藝對減少Ti-6211合金大規(guī)格棒材組織和性能的方向性具有明顯效果。
（4）隨著溫度的升高，Ti-6211合金大規(guī)格棒材的抗拉強度和屈服強度大幅度降低，塑性指標隨溫度的升高而增大，但在高溫時波動性較大，尤其是伸長率。
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