TC11是一種耐熱兩相鈦合金,具有比強(qiáng)度高、中溫性能好、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。主要用于制造壓氣機(jī)盤(pán)、葉片、環(huán)形件和緊固件等。
對(duì)TC11一個(gè)晶粒內(nèi)部、晶粒間以及晶界處的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)這些微觀偏析是引起某些組織缺陷以及宏觀偏析的主要原因。研究微觀偏析對(duì)控制某些組織缺陷以及宏觀偏析進(jìn)而提高鑄錠質(zhì)量有重要的意義。
研究采用的熔煉方法是電子束冷床爐熔煉+真空自耗電弧爐熔煉。以前采用的真空自耗電弧爐熔煉鈦合金需要破碎物料、壓電極、焊電極等,而且熔煉出的鈦合金有很多缺陷,比如低密度夾雜、高密度夾雜、富集空隙的夾雜等。用冷床爐進(jìn)行初熔,可以免去破碎物料等過(guò)程,而且可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的合金錠。用冷床爐生產(chǎn)出的錠子,雖然化學(xué)成分已在可接受的范圍內(nèi),但初熔錠的成分不均勻,需要二次熔煉進(jìn)行成分均勻化。如果再用冷床爐熔煉成本比較高,使用真空自耗電弧爐重熔,就可以把一次錠作為電極,既可以使成分均勻化,又降低了成本。
先用電子束冷床爐進(jìn)行初熔,后用真空自耗電弧爐二次熔煉,制成尺寸為準(zhǔn)210mm×272mm的鑄錠,在鑄錠內(nèi)取210mm×272mm×20mm合金板,將其腐蝕后在鑄錠不同區(qū)域取完整晶粒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將樣品用砂紙打磨、拋光,用體積比為1:3:9的HF、HNO3和水配制的腐蝕劑進(jìn)行腐蝕,鑄錠中晶粒有等軸晶和柱狀晶。
研究結(jié)果表明:
(1)在等軸晶和柱狀晶內(nèi),沿著晶粒生長(zhǎng)方向,元素Al、Mo含量均減少,元素Zr、Si含量均增加。
(2)受凝固偏析的影響,四種元素在等軸晶內(nèi)的偏析程度高于在柱狀晶內(nèi)的偏析程度。
(3)在晶界處,α穩(wěn)定元素Al和中性元素Zr在晶界富集,β穩(wěn)定元素Mo和Si在晶界貧化.