Ti-6.5Al-2Mo-1Zr-1Sn-1W-0.2Si(TC25)钛合金熔炼工艺研究

摘要

在当代航空航天工业中，要有效提高航空发动机和火箭的推重比，必须使用高比强度材料，钛合金是目前比强度最高的材料之一，由于其具有优异的持性，因此得到了广泛的应用。航空发动机用钛合金不但要求优良的室温力学性能和加工性能，还要在高温（300～650℃）条件下保持一定的强度和塑性，但随着使用温度的不断提高，Ti-6242等钛合金材料的性能（尤其是高温性能）难以满足发动机用材的使用要求。
　　TC25为 Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W系马氏体α＋β型热强钛合金，其名义成分：Ti-6.5Al-2Mo-1Zr-1Sn-1W-0.2Si，在航空发动机上获得广泛应用。本文结合我国航空工业需求，针对该合金含有高熔点元素钨（W）、钼（Mo）的特点，主要进行了含难熔钨钼元素中间合金制备、真空自耗电弧生产Φ720mm大型铸锭熔炼工艺确定，并对TC25钛合金的合金化方法、铸锭化学成分均匀性控制和冶金质量控制等进行了研究。
　　研究结果表明：（1）制备的Al-Mo-W-Ti四元中间合金化学成分均匀，批次间单个主合金元素偏差小，满足TC25钛合金铸锭制备质量控制要求，有效的解决难熔元素添加问题。（2）研究的中间合金配料、原料粒度匹配、机械大混料、真空焊箱焊接一次电极、真空自耗电弧炉熔炼工艺，可有效保证TC25铸锭成分均匀和冶金质量。（3）用该TC25铸锭生产的棒、饼、环材，组织均匀，未发现偏析、夹杂等冶金缺陷，各项指标满足标准要求。

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1. 绪论

1.1引言

1.2 钛金属概述

1.3 钛与合金元素的相互作用

1.4钛及钛合金铸锭现代熔炼技术

1.5 钛及钛合金铸锭偏析缺陷的形成机理

1.6 TC25钛合金概述

2. 研究内容及实验方案

2.1 实验的过程

2.2 TC25钛合金研究难点分析

3. TC25合金的熔铸过程

3.1 中间合金研制

3.2 TC25钛合金铸锭工艺

3.3 TC25钛合金铸锭处理及质量检测

3.4 本章小结

4. 铸锭质量控制

4.1 铸锭成分控制

4.2 中间合金对偏析和夹杂冶金缺陷的影响

4.3 TC25钛合金优质铸锭主要技术措施

4.4 本章小结

5. TC25钛合金铸锭生产工艺工业化应用

5.1大规格铸锭工业化生产

5.2工业化铸锭的检测结果

5.3材料对工业化铸锭的验证

5.4 小结

6. 结论

7. 致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果