TC6 钛合金锤上自由锻件心部清晰晶形成原因及解决方法

文／李彩凤·江西景航锻铸有限公司

TC6 合金是一种综合性能良好的马氏体型(α+β)两相钛合金，其名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si。该合金的使用状态一般为退火状态，也可进行适当的强化热处理。TC6合金具有较高的室温强度，比TC4 合金高85MPa，而且在450℃以下具有良好的热强性。TC6 合金还具有较好的热加工工艺性能，塑性较高但变形抗力较大，主要用于制造航空发动机或船用燃气轮机低压或高压压气机叶片、接头及紧固件。

钛合金对变形的均匀程度比较敏感，而钛合金导热性差、变形抗力大且对温度敏感等特性均能降低变形的均匀程度，从而导致钛合金产生过热、局部粗晶、亮带等锻造缺陷。本文要讨论的TC6 钛合金自由锻心部清晰晶属于局部粗晶范畴。

心部清晰晶的产品统计及表现形态

产品统计及规律

表1 为TC6 钛合金心部清晰晶产品统计，心部清晰晶出现较多的TC6 钛合金锻件有8 个，除一个为3t 自由锻锤生产外，其余均是750kg 自由锻锤生产，其中多个锻件均返修多次。

由表1 可得，返修次数＞1 的产品中，重量超过2kg 的有四件，占比66.7%；厚度超过40mm 的有五件，占比83.3%。返修次数与锻件重量和厚度呈正相关趋势。将锻件重量和厚度的乘积计作A，绘制出A 与返修次数的关系曲线，随着锻件重量和厚度的增加，锻件的返修次数呈上升趋势，如图1 所示(第5项由于设备不一致，不纳入对比分析)。

图1 锻件重量和厚度的乘积A 与返修次数的关系

心部清晰晶表现形态

TC6 钛合金锤上自由锻件心部清晰晶表现形态如图2 所示，锻件表层20mm 厚度以内为模糊晶组织，无肉眼可见的晶粒，是正常的TC6 钛合金低倍组织；……