热等静压处理对Ti6242合金铸件的组织和拉伸性能的影响

Ti6242合金是一种近α钛合金，用于制造热暴露下的航空发动机的压缩部件、叶片和机匣等，最高使用温度为450℃。但是Ti6242合金的应用仍存在很多困难和阻碍，一方面，Ti6242合金的机械加工难度大和制造成本高，因此需要进一步研究净尽成形技术，而熔模精密铸造将是钛合金工业应用的主要技术途径，尤其是制备形状复杂的结构部件。

科研人员研究了铸造及热等静压工艺对Ti6242合金力学性能的影响，为深入研究提高Ti6242合金铸件的力学性能提供支持。

试验用合金的名义成分为Ti6242，合金在真空自耗电弧炉中熔炼而成铸坯，然后将铸坯重熔采用重力铸造法(PVI真空熔炼炉)铸造所设计的铸件，并对铸件进行了热等静压(HIP1250)。试验分析用试样取铸件直浇道圆柱的1/3r处，切取Φ15mm×80mm的圆柱试样，制作标准试样进行组织与力学性能分析。用金相方法测定α+β/β相转变温度为1005℃。观察分析熔炼铸坯和重力铸造铸件热等静压处理前后的组织，并测试其拉伸性能。试验结果如下：

（1）熔模精铸Ti6242合金的组织为片层组织，晶粒比较粗大，晶粒尺寸在600μm左右。其室温下力学性能较差，抗拉强度约为780MPa，伸长率约为5.59%。

（2）重力铸造可以显著改善熔模精铸Ti6242合金的显微组织。经过重力铸造后可以获得魏氏组织，而且合金组织得到了显著的细化，α片层厚度由熔炼的1.3μm降到1.0μm，片层集束尺寸由熔炼的363.5μm降到11.0μm，显著提升了合金的综合性能。经过重力铸造后的Ti6242合金的抗拉强度和伸长率分别提高了3.8%和18.8%。

（3）热等静压处理消除了铸造时产生的缩松、缩孔等缺陷，细化了晶粒，减少了α片层厚度及片层集束尺寸，从而显著改善了合金的力学性能，尤其是室温力学性能。经过热等静压处理后合金的抗拉强度852MPa，伸长率约为6.32%。