高溫鈦合金是現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料之一，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤、葉片等鍛造零件，以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量、提高推重比。高溫鈦合金的發(fā)展趨勢(shì)則是加入稀土元素。我國(guó)在這方面做了很多研究，例如Ti55合金和Ti60合金均加入了稀土Nd，向Ti600合金中加入稀土Y及Ti633G合金中加入稀土Gd，在改善合金性能方面均取得了很好的效果。加入稀土元素改善合金熱穩(wěn)定性主要是通過稀土元素與合金基體中的氧作用，形成復(fù)雜化合物，凈化合金基體，從而提高合金熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性。目前，國(guó)外600℃高溫鈦合金研究成果已用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，如英國(guó)的IMI834、美國(guó)的Ti-1100、俄羅斯的BT18Y等都取得了良好的使用效果。TC17鈦合金是一種綜合性能優(yōu)良的近β型合金，其名義成分為Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%），該合金既可在α+β相區(qū)進(jìn)行鍛造也可在β相區(qū)進(jìn)行鍛造。它不但具有較高的強(qiáng)度、淬透性和斷裂韌性，而且耐熱穩(wěn)定性好，疲勞性能高，熱加工性能好。IMI550鈦合金是英國(guó)帝國(guó)金屬公司研制成功的一種熱處理強(qiáng)化a+p型鈦合金，其名義成分TMAMMo-2Sn~0.5Si,使用溫度達(dá)到400°C,與同期的美國(guó)Ti6Al4V合金相比，抗拉強(qiáng)度提高了10%。 

 

本文根據(jù)IMI550鈦合金材料特性和應(yīng)用特點(diǎn)，擬對(duì)軋制溫度對(duì)IMI550鈦合金棒的組織和力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究，以期獲得強(qiáng)度、塑性和蠕變性能等綜合性能匹配良好的顯微組織，為工業(yè)生產(chǎn)制定合理有效的熱加工工藝提供理論指導(dǎo)。 

(1) IMI550鈦棒直徑7；-60C、7；-25C和％+15C溫度軋制后的顯微組織分別為等軸組織、雙態(tài)組織和網(wǎng)籃組織。

(2) 具有網(wǎng)籃組織的IMI550鈦棒室溫宏觀拉伸斷口頸縮較小,微觀斷口由許多平直的解理小平面組成,解理小平面之間有明顯的撕裂棱,呈現(xiàn)出準(zhǔn)解理斷裂特征，但存在少量尺寸和深度相對(duì)較小的韌窩,表明其仍有一定的塑性特征;400C高溫拉伸宏觀斷口中心區(qū)出現(xiàn)了粗糙纖維區(qū)，微觀斷口中心區(qū)為小而淺的韌窩’呈現(xiàn)出一定的韌性斷裂特征。 

(3) 具有等軸組織、雙態(tài)組織和網(wǎng)籃組織的IMI550鈦合金棒的室溫和400C高溫拉伸強(qiáng)度相當(dāng)，并且等軸組織和雙態(tài)組織的塑性也相當(dāng)，但是網(wǎng)籃組織的塑性較差，尤其是室溫塑性。

(4) 具有網(wǎng)籃組織的IMI550鈦合金棒的蠕變性能最好，其次為雙態(tài)組織，等軸組織的蠕變性能最差。

(5) 具有等軸組織、雙態(tài)組織的IMI550鈦棒試樣的室溫和400C高溫拉伸宏觀斷口均出現(xiàn)明顯的頸縮,微觀斷口形成大而深的等軸韌窩和杯狀的剪切唇，呈現(xiàn)明顯的韌性斷裂特征。
來源：寶雞市力航鈦業(yè)有限責(zé)任公司