热处理对TA15合金板材性能的影响

　　TA15合金是前苏联研制的近α钛合金，其名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，属高铝当量近α型合金，主要应用于飞机结构件及发动机上，薄板用于航空发动机机匣，厚板用于大截面构件。该合金具有较高的室温及高温强度、良好的热稳定性和焊接性能，可制成板材、棒材、锻件等。

　　试验用TA15合金板材成分为Al6.7，Zr2.0，Mo1.7，V2.2，余量为Ti。对厚度为45mm厚的中厚板采用750、800、850℃，1h进行退火，对2.5mm厚的薄板，采用750、800、850℃，40min进行退火，最后对上述退火后的厚板和薄板进行组织、性能测试。试验结果如下：
　　（1）厚度为45mm的TA15板材在750℃退火时抗拉强度最高，800℃最低，随着退火温度升高至850℃，抗拉强度又略有上升。此时板材的横向延伸率与抗拉强度成反比，而纵向延伸率在退火温度为800℃时达最低值15%。750℃退火时TA15板材组织不均匀，晶粒尺寸范围为5～100μm，且存在长条状初生α晶粒。
　　（2）基于45mm的TA15厚板750℃热处理时再结晶发生不完全，对2.5mm的TA15薄板采用800、830、850℃，保温40min进行热处理，可以看到随变形量增加，2.5mm薄板强度明显增加，比45mm厚板增强约200MPa，说明随变形量增加晶粒破碎明显，提高该合金强度。800℃热处理时对应最高的强度，但塑性较低，830℃热处理时强度略有下降，但塑性升高，这与退火温度升高，回复与再结晶进行完全有关。
　　（3）TA15厚板与薄板在850℃时初生α相略有减少，次生α相在基质内析出的数量与长大达到最佳匹配，对应着强度与塑性的同时提高。而且随热处理温度升高，横纵向差异逐渐减小。