TA15钛合金

TA15钛合金的名义成分为Ti - 6 .5 Al - 2Zr - 1Mo - 1V，其主要的强化机制是通过α稳定元素Al的固溶强化，加入中性元素Zr和β稳定元素Mo、V以改善工艺性能。该合金的Al当量为6 . 58%，Mo当量为2 . 46%，属于高Al当量的近α型钛合金。因此，它既具有α型钛合金良好的热强性和可焊接性，又具有 （ α ＋ β ） 型钛合金的工艺塑性。 材料的性能由其组织决定，而微观组织在很大程度上取决于材料的加工工艺。因此，研究TA15钛合金的热变形工艺对其组织和性能的影响具有重要意义。研究人员将重点研究不同锻造工艺条件下TA15钛合金试制棒材的组织与性能，以便为实际生产提供技术支撑并进一步丰富这方面的研究内容。

TA15钛合金采用真空自耗电极电弧熔炼三次，获得直径为 750 mm的成品铸锭，采用三种锻造工艺进行棒材试生产。工艺A:坯料锻件在相区高温下拉拔三次，成品锻件在相区低温下拉拔三次，最后倒圆成条。工艺B:开坯锻造与工艺a相同，终锻的第一次加热是在相区的低温下镦拔，然后在相变温度附近的两相区进行三次加热拉拔，最后圆整成棒材。工艺C:先将坯料锻件在相区高温下拉拔一次，然后在相同温度下镦拔两次；锻造成品在相区低温下拉伸一次，然后在两相区低温下拉伸三次，最后圆整成棒材。锻造后，所有棒材经空冷，800退火1小时，然后横向取样，加工成国家标准样品，进行组织和性能测试。测试结果如下：

1、不同锻造工艺条件下棒材力学性能的测试结果表明：从工艺A到工艺C，棒材的塑性指数不断提高，而强度指数先升高后降低；总的来说，工艺C具有更好的机械性能。

2、A工序棒材锻造温度高，变形不足，使整个截面晶粒粗大，显微组织均匀性差，原始晶界未完全破碎，导致A工序棒材力学性能特别是塑性差，B工序的力学性能优于A工序，C工序的开坯锻造在区域进行了两次大变形的镦拔， 并且精锻进一步降低了温度，保证了两相区有一定的变形，使棒材组织完全、充分破碎，组织细小，是典型的双态组织特征。 因此，工艺C中棒材的综合性能最好。

3、从室温拉伸断口可以看出，从工艺A到工艺C，棒材断口的韧窝逐渐增大，深度也随之增加。材料的可塑性越好，酒窝越大越深。从断裂特征可以看出，工艺C的棒材具有良好的塑性。