摘要：TC18钛合金是俄罗斯全俄航空材料研究院于20世纪60年代开发的一种高强钛合金，对应俄罗斯牌号为BT22。名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，名义成分下的Al当量为5.0%,Mo当量为11.76%。该合金属于过渡型α+β合金，具有较高的强度、良好的伸长率和断面收缩率、较高的冲击性能、淬透性能和焊接性能，主要作为结构件在航空领域得到大量应用，合金的最高长期工作温度为400℃。钛合金型材研究最早可以追溯到20世纪50年代，以俄罗斯和美国为代表的西方国家，在航空领域应用为主，为航空发动机、战斗机等装备研发了各类构件用型材、次承力框等钛合金型材，为钛合金型材在该领域大量应用开创了先河。经过几十年的发展，钛合金型材已经在航空航天、军用战斗机、民用客机等方面得到了大量应用，覆盖了低强、中强和高强级别，开发出了包含“T”“L”“U”“H”“Z”“Y”及“几”型等各种截面的钛合金形材。目前钛合金型材生产的主流方法为热挤压成型，然后根据实际需求通过表面精整或机加加工成最终形状。
本振频率关键词：热处理；对TC18钛合金；
已有的热处理工艺主要是针对自由锻造、模锻等工艺生产的TC18钛合金，对于挤压方式生产
的TC18钛合金型材热处理制度尚未见报道。由于挤压成形的型材组织与锻造后的组织差别较大，因此本研究针对国家重点研发计划项目型材（截面尺寸见图1）性能指标要求，开展了热处理工艺对TC18钛合金厚壁U型材组织及性能的关系研究，为TC18钛合金挤压型材的热处理奠定了理论基础。
图1 TC18钛合金U型材示意图及产品实物图
1 试验材料和方法
速录器1.1 试验材料聚四氟乙烯滑动支座
本文以TC18钛合金为试验材料，其主要成分满足GB/T3620.1的要求，采用海绵钛及相应中间合金为原料压制电极，经过3次真空自耗熔炼后，制得规格为800mm的TC18钛合金铸
锭。然后，经过多火次锻造成210mm挤压棒坯，通过加热在3150卧室水压机上挤压出钛合金U型材。通过金相法测得该合金α+β/β相变点为875℃。
1.2 试验方法
l型密封圈
利用电火花线切割机，在挤压后的TC18钛合金U型材上取金相、拉伸及冲击韧性试样。试样分别采用4种双重退火制度（见表1），在箱式电阻炉中进行热处理后，利用HF:HNO3:H2O为1:3:10（体积比）的腐蚀剂进行腐蚀后，采用光学显微镜对试验型材的显微组织进行观察。按照GB/T228.1标准要求，利用万能拉伸试验机测试钛合金型材室温力学性能。按照GB/T229标准要求，利用N1500C冲击试验机测试型材冲击韧性。 镭射贴
图2 TC18钛合金U型材经不同双重退火制度热处理后的显微组织
2 结果与分析
2.1 热处理对显微组织的影响
图2为TC18钛合金热挤压U型材，经过β相变点（875℃）以下不同固溶时效热处理后的显微组织。从图2(a)-(d）可以看出，该合金主要由β单相区加工组织组成，随时效温度升高，时效后组织越来越粗化。从图2可清楚看到合金原始的较粗大的β晶粒，在原始的β晶粒内存在相互交错的细针状α相，部分α相沿着晶界不均匀分布。
2.2 热处理对力学性能的影响
图3为不同时效热处理后TC18钛合金型材拉伸性能和冲击韧性测试结果。从图中可以看出，经过表1所示固溶时效热处理后的钛合金型材，其力学性能实测结果大于考核指标要求的Rm≥1200MPa,Rp0.2≥1050MPa,A≥15%，αKU2≥25J/cm2。
从图3性能变化曲线可以看出，随时效温度上升，材料强度与冲击韧性先升高后降低，塑性
导线弧垂计算公式有所提高，且型材强度和冲击韧性综合性能在750℃/30min+AC（空冷），585℃/6h+AC（空冷）热处理后，型材的综合性能最高，其抗拉强度1276MPa，屈服强度1187MPa，延伸率16%，冲击韧性达到33J/cm2。钛合金型材内部组织的次生α相含量影响着材料的综合性能，通过时效将马氏体转化成细小的α相和β相，有利于强度的提高；而随时效温度提高，组织粗化加重，造成冲击韧性降低。
图3 不同时效处理后TC18钛合金型材拉伸性能和冲击韧性
表1 TC18钛合金U型材金相试样、拉伸样及冲击韧性试样的热处理制度
3 结论
(1）采用热挤压方式制得TC18钛合金U型材经4种不同固溶+时效热处理后，组织形貌基本保留了β单相区的热加工组织；随着时效温度的升高，组织越来越粗化，原始的β晶粒内存在相互交错的细针状α相增多。
(2）采用750℃/30min/AC+585℃/6h/AC固溶时效处理后，TC18钛合金U型材力学性能和冲击韧性获得最佳匹配。
参考文献
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[2]黄旭,朱之寿,王红红.先进航空钛合金材料与应用[M].北京:国防工业出版社,2012.
[3]张英明,断启辉,韩明臣.热处理对TC18钛合金丝显微组织与力学性能的影响[J].钛工业进展,2011,28(2):23-25.
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