熱等靜壓處理對(duì)Ti6242合金鑄件的組織和拉伸性能的影響

Ti6242合金是一種近α鈦合金，用于制造熱暴露下的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮部件、葉片和機(jī)匣等，最高使用溫度為450℃。但是Ti6242合金的應(yīng)用仍存在很多困難和阻礙，一方面，Ti6242合金的機(jī)械加工難度大和制造成本高，因此需要進(jìn)一步研究凈盡成形技術(shù)，而熔模精密鑄造將是鈦合金工業(yè)應(yīng)用的主要技術(shù)途徑，尤其是制備形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部件。

科研人員研究了鑄造及熱等靜壓工藝對(duì)Ti6242合金力學(xué)性能的影響，為深入研究提高Ti6242合金鑄件的力學(xué)性能提供支持。

試驗(yàn)用合金的名義成分為Ti6242，合金在真空自耗電弧爐中熔煉而成鑄坯，然后將鑄坯重熔采用重力鑄造法(PVI真空熔煉爐)鑄造所設(shè)計(jì)的鑄件，并對(duì)鑄件進(jìn)行了熱等靜壓(HIP1250)。試驗(yàn)分析用試樣取鑄件直澆道圓柱的1/3r處，切取Φ15mm×80mm的圓柱試樣，制作標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行組織與力學(xué)性能分析。用金相方法測(cè)定α+β/β相轉(zhuǎn)變溫度為1005℃。觀察分析熔煉鑄坯和重力鑄造鑄件熱等靜壓處理前后的組織，并測(cè)試其拉伸性能。試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）熔模精鑄Ti6242合金的組織為片層組織，晶粒比較粗大，晶粒尺寸在600μm左右。其室溫下力學(xué)性能較差，抗拉強(qiáng)度約為780MPa，伸長率約為5.59%。

（2）重力鑄造可以顯著改善熔模精鑄Ti6242合金的顯微組織。經(jīng)過重力鑄造后可以獲得魏氏組織，而且合金組織得到了顯著的細(xì)化，α片層厚度由熔煉的1.3μm降到1.0μm，片層集束尺寸由熔煉的363.5μm降到11.0μm，顯著提升了合金的綜合性能。經(jīng)過重力鑄造后的Ti6242合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率分別提高了3.8%和18.8%。