摘要
TC11钛合金主要应用于航空、航天领域，随着科技的发展，对材料的组织均匀性要求也在不断提高。在实际生产过程中，组织中出现的大块α、长条α等常见的组织缺陷，极可能造成产品的超声波探伤不合格。 本文针对双相钛合金容易碰到的大块α、长条α组织缺陷问题，以TC11为例，从其微区成分分析、热加工工艺、工业化生产流程稳定性等方面进行了分析论述，文中进行了一系列的试验，在工艺化生产流程稳定性分析中采用了六西格玛工具。主要的结论如下: 1) TC11钛合金中大块α、长条α异常组织往往伴随着微区元素的富集或贫化，在晶界附近发生“上坡扩散”，进而发生α团簇现象，这是大块α、长条α组织缺陷发生前的一个特征;同时含有α稳定元素与β稳定元素的钛合金在微区成分上不可避免地存在着不均匀性，但这种不均匀性可以通过改善原材料质量、电极压制方式、熔炼工艺的完善来得到改进。 2)两相钛合金的组织形成与变形加热条件、变形程度、变形冷却速度密切相关。采用“AHLT(C)”高低高变形工艺，对铸锭镦拔、β处理晶粒长大速率、冷却速度与组织变化、两相区终锻锻造方式进行了系统的分析。 两相钛合金在任何温度经α+β变形后，α相变形都存在微观不均匀性，对如何实现α相的均匀性进行了试验研究。铸锭的开坯采用镦拔工艺，可以最大程度的破碎原始枝晶。在小的α+β变形后，进行一次β均匀化处理，可以细化晶粒，形成均匀细小的β晶粒。但由于实际生产水淬无法实现30秒内快速冷却，在β晶界附近仍存在大量α聚集的“团簇”现象，解决这个问题，一方面提高冷却速度，另一方面必须加大最终的两相区变形程度，采用锤锻锻造，并配以大的变形量，最终可实现消除大块α、长条α的组织缺陷。 3)为了能确保批量性大生产能够稳定化，运用了六西格玛工具，采用了鱼骨图、假设检验、DOE等方法，对关键因子进行了规范控制，同时制定了一系列的固化文件，其目的是实现工艺的稳定性。
NETL