BTi-6431S合金是我国最新研制出的一种新型短时高温钛合金，它在BT25[1]的基础上，同时加入一定量的Nb和W两种高熔点β稳定元素，并将Mo元素的含量调整到3%左右，最终获得的 名义成分为Ti-6.5Al-3Sn-3Zr-3Mo-3Nb-1W-0.2Si。之前的实验工作表明该合金具有良好的室温强度、加工塑性和焊接性能，并且在高温下显示出更高的瞬时强度以及大载荷持久和蠕变的良好匹配，可用于650～700℃下短时应用的航空航天结构件[2,3]。在加工工艺确定的基础上，热处理可以有效的改善钛合金的力学性能，因此有必要研究BTi-6431S合金的优化热处理工艺以获得高强、高塑的组织，满足苛刻的服役环境要求。作者之前研究了单重退火对合金组织与性能的影响，结果表明合金在相变点以下(10~30)℃退火后获得的双态组织具有良好的室温与高温性能的匹配。因此本文在前期研究工作的基础上，对BTi-6431S合金采用双重退火处理，研究其对显微组织和力学性能的影响，并确定最佳的双重退火制度。
1 实验
1.1 实验材料
实验用BTi-6431S合金薄板由宝钛集团有限公司提供，为了得到大尺寸的3mm厚的薄板，保证合金的加工工艺性能，适当的降低了合金中β稳定元素含量，化学成分见表1。
表1 BTi-6431S薄板化学成分
Table 1 Chemical composition of BTi-6431S plate (Weight fraction, %)
经两相区温度轧制后的合金原始组织如图1所示，其由块状和板条状的初生α相和片层状的β转变组织(βt)组成。采用淬火金相法测得该合金的相变点为990~1000℃。对板材采用如下四种热处理制度进行实验：
(Ⅰ) 960℃/1h,AC+600℃/2h,AC;
(Ⅱ) 960℃/1h,AC+750℃/2h,AC;
(Ⅲ) 980℃/1h,AC+600℃/2h,AC;
(Ⅳ) 980℃/1h,AC+750℃/2h,AC。
将热处理后的板材线切割成标距为50mm的标准拉伸试样，在AG-250 KNIS Ms型万能拉伸实验机上进行室温拉伸，拉伸速度为3mm/min;并在Instron-
声明：
“双重退火对BTi-6431S合金板材组织与性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：北京有色金属研究总院、宝钛集团有限公司
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2025年07月09日 ~ 11日 
