热加工温度对Ti6242S合金小规格棒材组织及性能的影响

Ti6242S合金是美国Timet公司在1974年研制成功的具有高蠕变抗力的高温钛合金，其名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，最高使用温度在550℃左右，主要用于航空发动机高压压气机盘和叶片。在国外，尤其是欧美国家，Ti6242S合金的应用非常成熟，已成功应用于F414、F119、TRENT800等先进的军用和民用航空发动机上，是550℃以下压气机盘和叶片的首选钛合金材料。从公开发表的文献看，国内对Ti6242S合金的研究主要以热处理对组织与性能关系研究居多，而对热加工温度对组织和性能的影响研究较少，尤其是对于叶片用小规格棒材。随着我国航空工业的不断发展，对高压压气机叶片用的小规格棒材提出了更高的要求。因此，研制叶片用优质高温钛合金小规格棒材势在必行。

　　科研人员采用三种热加工温度制备Ti6242S合金棒材，对比分析了温度对棒材显微组织、力学性能及探伤杂波水平的影响，旨在为工业化生产叶片用Ti6242S合金小规格棒材的工艺制定及优化提供依据。

　　实验材料选用优质Ti6242S合金铸锭，其化学成分符合AMS4975标准要求。用金相法测得该合金的α+β/β相变点为1010～1015℃。铸锭经高温开坯锻造，得到规格为Φ85mm的精密锻造用棒坯。棒坯的边缘、1/2R处和心部的锻态显微组织均为等轴组织。采用SXP-16精密锻造机，分别以920、940、960℃三种不同的热加工温度将Φ85mm的Ti6242S合金棒坯精锻至Φ32mm叶片用小规格棒材。力学性能试样经980℃×1h/AC+595℃×8h/AC热处理。试验结果表明：

　　（1）分别经过920、940、960℃精密锻造获得的Ti6242S合金小规格棒材，其锻态显微组织随着锻造温度的提高，α相的含量降低，扭曲状α相减少，α相的等轴化程度提高。

　　（2）三种棒材经过980℃×1h/AC+595℃×8h/AC热处理后，其显微组织几乎没有差别，力学性能也相当。

　　（3）随着锻造温度的提高，Ti6242S合金精锻棒材的杂波水平提高。