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ZTC3(α-β)铸造钛合金材料介绍

2021-12-24

ZTC3概述
ZTC3合金是一种含有共析元素 Si 和稀土元素 Ce 的Ti-Al-Mo系型铸造钛合金，从而在传统强化的基础上增加了难熔质点强化的效果。该合金具有良好的综合性能，在500℃以下有优良的热强性能（高温强度，蠕变抗力等），有较高的室温强度，铸造工艺性好，有好的流动性，无热裂倾向。铸件在退火或热等静压状态下使用。
该合金可用于制造发动机的机匣、支架、叶轮和其他结构件，其长期工作温度可达500℃。
ZTC3技术标准
GJB 2896—1997《钛及钛合金熔模精密铸件规范》
HB 5448—1990《钛及钛合金熔模精密铸件》
Q/6S 448—1985《航空用ZT3铸造钛合金》
Q/6S 449—1985 《ZT3铸造钛合金压气机匣铸件》
Q/12BY 2237—1998《航空发动机用ZT3铸造钛合金第4-5级、6-7级压气机机匣铸件技术条件》

ZTC3热处理制度
（1）去应力退火：650°C，1-3h，空冷或炉冷。
（2）热等静压处理：920℃±10°C，100-140MPa，3-3.5h，随炉冷至300℃以下出炉。
ZTC3熔炼与铸造供应
采用两次真空自耗电极电弧炉熔炼的母合金锭，或采用经两次真空自耗电极熔炼并去除氧化皮的锻棒，在真空自耗电极电弧凝壳炉中重熔，根据浇注铸件的形状、尺寸和质量要求，采用重力浇注，或离心浇注。铸型根据铸件的尺寸、壁厚、数量和质量要求，选用机加工石墨型，或捣实（石墨）型，或熔模精密铸型。
ZTC3应用概况
用ZTC3合金铸造的髙压压气机机匡等零件已批量生产10多年，也可用于在 500℃以下工作的其他航空航天用结构件。
ZTC3特殊要求
（1）母合金中氧的含量对合金的力学性能有较大影响，尤其是对塑性和焊接性能影响比较大，随着氧含量的提高，合金的塑性和可焊性变差。因此，在母合金制备和熔炼铸造过程中应十分注意控制氧的含量。
（2）—般铸件可以退火状态供应，而应用于航空航天用的Ⅰ、Ⅱ类铸件必须经过热等静压处理。
ZTC3工艺性能与要求
（1）成形性能
合金铸造性能良好，无热裂倾向，可采用石墨型或熔模精铸型壳，根据铸件的形状、结构、尺寸和质量要求，用离心铸造法或重力铸造法铸造各种尺寸的异型铸件。
（2）焊接性能
合金具有良好的焊接性能。在氩弧焊箱中用钨极氩弧焊焊接的接头与补焊点的强度不低于基体。对于复杂的或重要的铸件，在焊接与补焊后需要进行650℃去应力退火。
（3）零件热处理工艺
根据铸件的质量要求，可采用650℃非真空退火或真空退火，保温1-3h，直接空冷或炉冷至250°C以下再空冷。对于航空用的Ⅰ、Ⅱ类铸件必须进行热等静压处理，然后根据需要还可进行去应力退火。
ZTC3使用建议
建议选用ZTC3合金制造航空航天装备上工作温度低于500℃的异型结构铸件。
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