李 萍，丁永根，姚彭彭，薛克敏

基于响应面法的TA15钛合金显微组织预报和优化

李 萍1，丁永根1，姚彭彭2，薛克敏1

（1. 合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009；
2. 上海大众汽车有限公司宁波分公司，宁波 315000）

对在不同参数下热变形后水冷的TA15合金进行800 ℃保温1 h的真空退火热处理，借助于电子背散射衍射（EBSD）技术，分析热变形参数对TA15合金退火显微组织的影响。针对TA15合金热加工工艺参数与显微组织特征参数之间高度复杂的非线性关系，提出利用响应面法建立二者之间的量化模型，给出表征工艺参数与显微组织特征参数之间的响应面函数。同时，对响应面模型进行多目标可视化优化，获得最优工艺参数范围：变形温度为950 ℃，应变速率为0.063～0.1 s-1，变形量为0.4～0.6时可以获得具有优异综合力学性能的三态组织；变形温度为1000 ℃，应变速率为0.1～0.316 s-1，变形量为0.2～0.45时可以获得具有高损伤容限性的片层组织。

TA15合金；退火热处理；响应面法；优化；三态组织

TA15（Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V）合金是一种近α型钛合金，具有中等的室温和高温强度、较高的抗蠕变性及良好的热加工性和可焊性，被作为重要的结构材料广泛应用于航空航天领域［1-2］。但是，随着国际航空材料的设计概念由单纯的静强度设计向现代的损伤容限设计准则转变，解决强度-塑性-损伤容限性能的相互匹配，则成为TA15合金在损伤容限设计准则下实际应用中需要考虑的重要问题之一［3］。为充分挖掘 TA15合金的力学潜能，不仅需要对钛合金显微组织进行定性分析，而且还要通过工艺参数-显微组织-力学性能之间精确的定量关系模型，对 TA15合金显微组织-力学性能进行精确预测和工艺参数优化［4-7］。……