BTi-6431S合金是我國最新研制出的一種新型短時高溫鈦合金，它在BT25[1]的基礎上，同時加入一定量的Nb和W兩種高熔點β穩定元素，并將Mo元素的含量調整到3%左右，最終獲得的 名義成分為Ti-6.5Al-3Sn-3Zr-3Mo-3Nb-1W-0.2Si。之前的實驗工作表明該合金具有良好的室溫強度、加工塑性和焊接性能，并且在高溫下顯示出更高的瞬時強度以及大載荷持久和蠕變的良好匹配，可用于650～700℃下短時應用的航空航天結構件[2,3]。在加工工藝確定的基礎上，熱處理可以有效的改善鈦合金的力學性能，因此有必要研究BTi-6431S合金的優化熱處理工藝以獲得高強、高塑的組織，滿足苛刻的服役環境要求。作者之前研究了單重退火對合金組織與性能的影響，結果表明合金在相變點以下(10~30)℃退火后獲得的雙態組織具有良好的室溫與高溫性能的匹配。因此本文在前期研究工作的基礎上，對BTi-6431S合金采用雙重退火處理，研究其對顯微組織和力學性能的影響，并確定最佳的雙重退火制度。
1 實驗
1.1 實驗材料
實驗用BTi-6431S合金薄板由寶鈦集團有限公司提供，為了得到大尺寸的3mm厚的薄板，保證合金的加工工藝性能，適當的降低了合金中β穩定元素含量，化學成分見表1。
表1 BTi-6431S薄板化學成分
Table 1 Chemical composition of BTi-6431S plate (Weight fraction, %)
經兩相區溫度軋制后的合金原始組織如圖1所示，其由塊狀和板條狀的初生α相和片層狀的β轉變組織(βt)組成。采用淬火金相法測得該合金的相變點為990~1000℃。對板材采用如下四種熱處理制度進行實驗：
(Ⅰ) 960℃/1h,AC+600℃/2h,AC;
(Ⅱ) 960℃/1h,AC+750℃/2h,AC;
(Ⅲ) 980℃/1h,AC+600℃/2h,AC;
(Ⅳ) 980℃/1h,AC+750℃/2h,AC。
將熱處理后的板材線切割成標距為50mm的標準拉伸試樣，在AG-250 KNIS Ms型萬能拉伸實驗機上進行室溫拉伸，拉伸速度為3mm/min;并在Instron-
聲明：
“雙重退火對BTi-6431S合金板材組織與性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：北京有色金屬研究總院、寶鈦集團有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
