Wenn die Titanlegierung TC11 zur Herstellung von Schlüsselkomponenten wie Kompressorscheiben, Schaufeln und Bremsen von Flugzeugtriebwerken verwendet wird, muss sie über gute mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur, Hochtemperaturfestigkeit und Schlagzähigkeit verfügen. Die Struktur der Titanlegierung TC11 kann durch Wärmebehandlung gesteuert werden, sodass hervorragende umfassende Eigenschaften erzielt werden können.
Derzeit ist das gebräuchlichste Wärmebehandlungssystem für die Titanlegierung TC11 (950 -970) Grad /120 Min./AC +530 Grad /360 Min./AC. Bei großen TC11-Titanlegierungsstäben mit einem Durchmesser von mehr als 200 mm führt der langsame Temperaturabfall im Kern während des Wärmebehandlungsprozesses jedoch häufig zu Unterschieden in der Struktur und den mechanischen Eigenschaften an verschiedenen Stellen.
Darüber hinaus weist die Titanlegierung TC11 einen hohen Legierungsgrad auf und enthält das leicht auszuscheidende Element Mo. Daher reagiert die Legierungsstruktur während der Verarbeitung sehr empfindlich auf Prozessparameter und es ist schwierig, die Gleichmäßigkeit der Struktur zu kontrollieren. Daher wurden die Verteilungsmuster der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften von großen TC11-Titanlegierungsstäben nach der Wärmebehandlung untersucht, um eine Referenz für die Gleichmäßigkeitskontrolle der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften im tatsächlichen Produktionsprozess zu liefern.
(1) Nach einer Wärmebehandlung bei 970 Grad/120 Min./AC +530 Grad/360 Min./AC gibt es bestimmte Unterschiede in der Mikrostruktur verschiedener Positionen von großen TC11-Titanlegierungsstäben. Unter diesen sind die strukturellen Veränderungen bei D/2 am offensichtlichsten, die sich hauptsächlich in einer Zunahme des Phasengehalts, Kornwachstum und einer Abnahme des Phasengehalts manifestieren.
(2) Die Änderungen der Zugeigenschaften bei Raumtemperatur an verschiedenen Stellen von großen TC11-Titanlegierungsstäben stehen in engem Zusammenhang mit der Mikrostruktur. Entlang der Längsrichtung ist der Mikrostrukturunterschied bei D/2 am deutlichsten. Die Zugeigenschaften bei Raumtemperatur zeigen, dass die Zugfestigkeit vom Rand zur Mitte hin allmählich abnimmt und die Plastizität zunimmt.
(3) Die Mikrostruktur großer TC11-Titanlegierungsstäbe hat einen erheblichen Einfluss auf deren Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit bei hohen Temperaturen. Je näher an der Mitte (D/2 und L/2), desto geringer sind die Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit bei hohen Temperaturen, aber die plastischen Veränderungen bei hohen Temperaturen sind nicht offensichtlich.
