TC11是一種綜合性能良好的α+β型熱強鈦合金,,通過采用α+β區(qū)熱變形和熱處理,,TC11合金的最高長期工作溫度可達500℃,,是我國航空應用較廣的高溫鈦合金,主要用于制造航空發(fā)動機的壓氣機盤,、葉片,、鼓筒等零件,也可用于制造飛機結構件,。該合金還具有良好的熱加工工藝性,,可以生產(chǎn)棒材、鍛件,、和模鍛件等,。
TC11鈦合金產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量的好壞將直接影響航空發(fā)動機和飛機的使用可靠性。目前,,各生產(chǎn)廠家在對TC11鈦合金產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量進行檢驗時,,常規(guī)采用的方法為超聲波探傷。但是,,超聲波探傷對缺陷的檢測具有一定的局限性,。在實際生產(chǎn)中,對某批次的TC11鈦合金鍛棒進行超聲波探傷時,,并未發(fā)現(xiàn)異常,,但在進行低倍檢驗時卻發(fā)現(xiàn)棒材中心有白亮塊出現(xiàn)??蒲腥藛T通過采用金相檢測及能譜分析等方法,,對白亮塊形成的原因進行了分析,對后期的鈦合金產(chǎn)品生產(chǎn)將具有一定的指導作用,。
試驗所用的材料為經(jīng)過三次真空自耗熔煉的Φ750mm鑄錠,,通過β相區(qū)進行兩鐓兩拔后,再在α+β相區(qū)進行一次鐓粗和多火次拔長所得的Φ230mm棒材,,棒材按標準要求進行了雙重退火熱處理,。
車光的棒材采用超聲波進行探傷后未發(fā)現(xiàn)有任何異常。對棒材取樣進行低倍檢驗時,,發(fā)現(xiàn)低倍試樣上出現(xiàn)亮銀色的斑點,,在棒材同一位置繼續(xù)取樣檢驗低倍時,同一部位仍然存在白亮塊,,說明白亮塊為連續(xù)性缺陷,。為分析白亮塊產(chǎn)生原因,在白亮塊部位制取一個試樣,,分別采用金相顯微鏡,、掃描電鏡和能譜儀進行金相檢驗和微區(qū)成分分析;同時在有白亮塊的低倍試樣上,,分別在白亮塊處和白亮塊附近取樣進行室溫拉伸檢驗,,以分析白亮塊對棒材室溫拉伸性能的影響。試驗結果表明:
?。?)通過高倍檢驗,,發(fā)現(xiàn)白亮塊處的α相含量明顯低于β相含量,,且白亮塊與基體間沒有明顯的界限,因此可判定白亮塊是由于成分偏析造成,。而進一步通過能譜分析后發(fā)現(xiàn),,白亮塊處的Al、Mo,、Zr,、Si合金元素含量明顯低于基體含量,而Ti含量則明顯高于基體含量,。因此,,可確定白亮塊即是由于Al、Mo,、Zr,、Si合金元素的偏析造成,屬富鈦偏析,,為冶金缺陷,。
(2)結合偏析具有一定深度的現(xiàn)象,,可確定該偏析是由于混料不均勻造成,。由于真空自耗熔煉過程為區(qū)域性熔煉,熔化和凝固同時在發(fā)生,,熔煉均勻化效果相對較差,。因此,若原材料混合不均勻時,,即有可能出現(xiàn)熔煉后鑄錠成分不均勻的問題,,從而產(chǎn)生偏析。
?。?)白亮塊處的室溫拉伸性能指標遠低于正常部位的指標,。