TA7合金多道次热变形研究指导实际生产

Ti-5Al-2.5Sn（TA7）钛合金是一种典型的中等强度的近α钛合金，该类合金由于优异的低温力学性能及极佳的可焊性，被应用于航空和燃气涡轮发动机、低温应用领域。然而该类合金热变形的变形抗力较大、加工工艺窗口较窄，需要进行多道次热变形及道次间保温以达到目标形状及微观组织。因此，对典型近α合金TA7多道次过程中的热变形行为及动态相变机理展开研究对工业生产具有重要指导价值。

近日，湖南大学张辉教授团队对TA7钛合金等温及非等温多道次热变形行为展开了系统的研究，并对变形过程中的流变行为、微观组织演变及动态相变机理进行了深入分析。相关论文以Constitutive and microstructural characteristics of Ti-5Al-2.5Sn alloy during isothermal and nonisothermal multi-stage hot deformation across different phase regions为题发表在Journal of Alloys and Compounds上。

当低于β相变点（995℃）时，合金多道次变形过程中发生了明显的流变软化。变形三道次后合金的流变应力与β单相区（1020℃及1050℃）变形相当，这主要与合金热变形过程中的动态回复、动态再结晶以及动态相变行为相关。此外，研究人员对TA7合金的等温及非等温多道次热变形在α+β相区及β单相区分别建立了双曲正弦本构方程，并验证了本构方程的有效性。当热变形处于α+β相区内时，非等温多道次热变形的热变形激活能明显低于对应条件下的等温多道次。

等温多道次热变形过程中观察到有明显的动态相变现象。对处于α+β双相区的等温多道次热变形，最终TA7合金的微观组织仍为等轴晶组织。对于非等温多道次热变形而言，由于存在相转变的影响，流变应力随着变形温度的降低而显著升高，最终的微观组织则主要由层状α组成，伴随有一定程度的再结晶晶粒。

研究结果对TA7合金多道次热变形的实际生产具有重要指导价值，并对其他近α合金的多道次热变形同样具有指导作用。