Ti-6Al-4V合金厚板固溶时效热处理工艺的正交试验优化

李 笑, 李 剑

(宝鸡钛业股份有限公司, 宝鸡 721014)

Ti-6Al-4V合金是一种典型的α+β型两相钛合金，具有优异的综合性能，广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、化工、医疗等领域[1-2]。在航空、航天工业中，Ti-6Al-4V合金板材是成熟应用于飞机和发动机的主要结构材料之一，可以减轻质量、优化结构、降低飞行成本，因此已逐渐替代钢、镍基合金成为某些大型结构件的材料。Ti-6Al-4V合金厚板通常在普通退火状态下使用，随着材料加工技术的发展和为满足结构件成型使用的要求，美国SAE AMS 4904C：2015TitaniumAlloySheet,Strip,andPlate6Al-4VSolutionHeatTreatedandAged中规定了Ti-6Al-4V合金厚板须固溶时效热处理后交付，并对板材力学性能提出了更高的要求[3]。

通过对热处理参数选择过程中引入正交试验，从多因素、多水平入手，挑出部分有代表性的影响因素进行试验，根据试验因素、因素水平及是否有交互等需求查找相应的正交点，挑选有代表性的影响因素进行试验即可实现以最少的试验次数达到全面试验的效果[4]。为找出Ti-6Al-4V合金厚板最佳固溶时效参数、降低检验成本,笔者确定了固溶温度、冷却方式、时效温度、时效时间4个因素，采用L16(44)正交表4因素、4水平的16组热处理工艺进行试验，以力学性能作为考核指标得到最佳的热处理参数，为Ti-6Al-4V合金厚板整体热处理工艺的确定提供依据。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

试验材料为经3次真空自耗电弧炉熔炼制备的Ti-6Al-4V合金铸锭,规格为φ720 mm，铸锭经β相锻造开坯和α+β两相区锻造，得到厚度δ为250 mm的板坯，然后在两相区轧制成厚度δ为35 mm的板材，其化学……