TA15钛合金属于高铝当量近α型合金,具有中等室温和高温强度、良好的热稳定性能。是根据我国航空工业选材的需要,90年代从俄罗斯引进的(俄罗斯的牌号是BT20),在500℃以下工作,是飞机和发动机结构用重要钛合金材料。 本文研究了等温锻造及热处理工艺对TA15钛合金组织性能的影响规律,重点研究了变形温度、变形程度、变形速度、火次和不同热处理制度对TA15钛合金组织性能的影响,并讨论了工艺、组织和性能之间的关系,得到了一些较佳等温锻造及热处理工艺参数,为制定大型钛合金结构件等温锻造及热处理工艺提供了实验依据。 实验结果表明,锻造温度在900℃～980℃范围内,特别是在980℃条件下锻造,采用60%的大变形,并控制一火成形,可以得到等轴组织,并且具有良好的机械性能。TA15钛合金室温强度随退火温度的升高而降低,还可进行固溶时效热处理强化。 本文还探讨了形变热处理对TA15近α型钛合金显微组织的细化效果。采用复合形变热处理的方法可以明显细化TA15钛合金的显微组织,并在一定程度上改善合金的综合力学性能。单相区的高温形变热处理可细化β晶粒并获得细针状马氏体α和亚稳态的β相,两相区较低温度的形变热处理,可进一步细化由α马氏体和亚稳β相分解而来的细针状α+β相。复合形变热处理是细化钛合会显微组织的有效途径。 另外本文还研究了热压参数对TA15合金流动应力及显微组织的影响。试验结臬表明,应变速率对TAl5合金的流动应力有显著影响,变形温度对流动应力的影响程度与应变速率大小密切相关;较低温度快速压缩时易得到均匀细小等轴α相组织,慢速压缩时组织有一定的粗化。较佳等温压缩温度为900℃～980℃,应变速率可根据锻件成形、组织性能及生产率的需要在一定范围内选取,宜采用适当大的应变速率。