氧含量对ZTA15钛合金显微组织和性能的影响*
2021-10-29贾志伟冯芝华纪志军张纪春
贾志伟,冯芝华,纪志军,南 海,张纪春,邵 杰
(1.北京航空材料研究院有限公司,北京 100095;2.中国航发北京航空材料研究院,北京 100095;3.北京市先进钛合金精密成型工程技术研究中心,北京 100095;4.中国航空制造技术研究院,北京 100024)
ZTA15钛合金仿制于俄罗斯BT20钛合金,其名义成分为Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V,属于高Al当量近α型钛合金,具有良好的铸造工艺性能、焊接性能和综合力学性能。ZTA15钛合金的室温力学性能与ZTC4合金相当,在350~500 ℃时,合金强度明显高于ZTC4钛合金。随着铸造技术水平的提高、热等静压(HIP)和特种热处理工艺的应用,ZTA15钛合金铸件的质量和性能已接近其变形件的水平,已经广泛应用于飞机、导弹、运载火箭和卫星等室温、高温承力构件[1]。目前应用范围最广、应用量最大的钛合金是ZTC4钛合金,在我国研制和生产的钛合金铸件中,ZTC4和ZTA15钛合金用量占80%[2]。
目前,对于铸造钛合金的研究多集中在ZTC4钛合金,通常通过调整热处理制度[3-5](如热等静压、退火、固溶时效等工艺)、调整杂质元素含量[6-10](如N、O、H、Fe等)、添加稀土元素[11](如Ce、Y等)或者其他元素[12-13](如Cr、B)等手段来改善合金的显微组织,从而满足或者提高钛合金某些特殊的性能要求,而对ZTA15钛合金在调控成分对组织与性能影响方面的研究并不多。氧元素在ZTA15钛合金中的研究报道更是少见。本文研究在ZTA15钛合金中通过微调氧含量,重点研究氧含量对ZTA15钛合金显微组织与力学性能的影响,希望为该类合金的性能调控提供一定的参考依据。
1 试验材料及方法
选用I级海绵钛,按照表1的名义……
