TA15鈦合金、N、O、Fe的含量對TA15鈦合金性能和組織的影響

本文主要研究了雜質元素N、O、Fe 含量對TA15 鈦合金力學性能的影響，并通過光學顯微鏡、掃描電鏡等實驗手段對不同雜質成分的微觀組織進行了研究分析。研究結果表明：隨著雜質N、O、Fe 含量的增加,TA15 鈦合金的室溫拉伸、高溫持久均得到提高。在顯觀組織上，不同雜質含量的組織形貌、結構有一定的差別。

1、引言

　　鈦合金中含有Al、Mo、V、Zr 等合金元素和主要Fe、N、O 雜質元素，控制這些元素的一定含量和組合可以得到綜合性能良好的半成品，為最終在航空、航天、石油、化工等重要行業用的零件提供優質的原材料。

　　TA15是前蘇聯在本世紀60 年代初研制的近α型鈦合金，它的名義成分是Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V，兼有α型和（α+β）型鈦合金的優點，具有良好的熱穩定性，長時間工作溫度可達500℃。同時TA15 鈦合金的焊接性和工藝塑性良好，可制成板材、棒材、鍛件等多種規格產品，廣泛應用于飛機發動機及機身結構件。

　　TA15 鈦合金采用的是普通退火制度（700℃~850℃，1h~4h 空冷），因此合金元素和雜質元素的成分、熱加工工藝的控制對是強化性能的關鍵。本文主要研究了TA15 鈦合金的雜質元素Fe、N、O的含量對力學性能影響，并通過光學顯微鏡和掃描電鏡對TA15 不同雜質成分的微觀組織進行了觀察和分析，從而揭示TA15 鈦合金中雜質元素強化性能的機理。

2、試驗材料和方法

　　試驗的材料是采用三爐雜質成分不同的φ14mnn 棒材。這三爐棒材是由實驗室冶煉的小錠采用相同冶煉工藝、相同的熱加工工藝得到的。

　　實驗過程如下：先采用相同熱處理制度將三爐試樣退火后，測試了室溫拉伸、高溫拉伸、持久、沖擊，并利用光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡對試樣的微觀組織結構進行了觀察分析。

3、試驗結果和分析

3.1、化學成分

將主要合金元素控制在中線，然后設計了成分1：主要雜質元素N、O、Fe 均為海綿鈦中帶入，不另外配。成分2：在成分1 的基礎上提高O、Fe的含量。而成分3：則在在前2 種成分的基礎上又提高了N 的含量。