费 跃， 寇宏超， 王新南， 商国强， 朱知寿， 李金山

(1.北京航空材料研究院，北京 100095;2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安 710072)

随着新型飞机不断向长寿命、大尺寸、高减重和低成本方向的发展，对钛合金强度与韧性的良好匹配需求越来越迫切。亚稳β钛合金由于具有良好的强韧性匹配而逐渐成为国内外研究的热点［1～3］。目前，亚稳β钛合金可应用于承力螺栓等紧固件、航空及空间承力结构件和板材等构件［4，5］，应用前景十分广阔。如由美国Timet公司研制的Ti-15-3和β-21S钛合金，Ti-15-3钛合金适宜制造紧固件、弹簧、直升机旋翼、导管等部件，β-21S钛合金适宜制造发动机塞子和喷管等部件［6～12］。

TB-13钛合金是我国近年来新开发的一种新型七元系亚稳β钛合金。该合金经过优化热机械工艺后，强度可达到1350MPa以上，塑性达到6%以上，断裂韧度达到75MPa·m1/2，具有良好的强度、塑性和断裂韧度的匹配［13，14］。目前，针对该合金系统开展了β晶粒长大动力学和ω相变动力学的研究［15，16］。TB-13钛合金在热轧变形过程中的组织演变(晶粒大小、位错缺陷演变等)影响后续加热和时效过程中的相变，从而影响合金的最终性能，但在热变形方面的研究少见报道。因此，本工作对TB-13钛合金在热轧变形过程中的组织演变规律和动态再结晶行为进行研究。

1 实验方法

实验所用TB-13钛合金铸锭采用三次真空自耗电弧炉熔炼而成，其化学成分(质量分数/%):Mo 7.7，Nb 4.82，Ta 3.77，Cr 3.21，Zr 3.12，Al 1.50，O 0.125，C 0.016，N 0.009，H 0.001，Ti余量。然后经过开坯、锻造，最终在780℃轧制成φ26mm的棒材。通过金相法测得TB-13钛合金β转变温度为815～820℃。在840℃对 TB-13钛合金棒材预热处理40min后，快速进行32%，50%，59%和75%的热轧变形并水淬处理。……