Ti55531合金是一種新型高強高韌β型合金，其名義成分為Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-1Zr。該合金擁有良好的淬透性和較寬的加工工藝范圍，特別適合制造必須承受巨大應力的零部件，比較適合用于結構件和起落架、機翼、發動機掛架之間連接裝置等，在航空航天工業中日益受到青睞，現已應用在A380空客飛機上。與傳統近β型合金Ti-1023相比，該合金冶煉、加工成本低，不會產生明顯的成分偏析，且具有強度優異和斷裂強度高等優點，逐漸有取代Ti-1023的趨勢。目前對該合金的棒材熱處理工藝已有許多研究，但對板材熱處理尚未研究。用正交試驗方法優化了該合金板材的熱處理工藝，確定了最佳的熱處理工藝，為板材的生產提供了依據。
試驗材料經兩次真空自耗電弧爐熔煉制成鑄錠（鑄錠成分按合金名義成分控制），在3150t鍛造機上鍛造成板坯，然后在1200mm四輥可逆式熱軋機上軋至8.5mm。
試驗選用固溶溫度、固溶時間、時效溫度和時效時間四個因素，分別選用三個水平，采用正交設計表，研究不同因素對Ti55531鈦合金板材強度和塑性的影響。各試驗因素的水平見表1。 試驗結果如下：
表1 正交試驗因素及水平
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水平 |
固溶溫度/℃ |
固溶時間/min |
時效溫度/℃ |
時效時間/h |
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1 |
780 |
40 |
550 |
4 |
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2 |
800 |
50 |
600 |
6 |
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3 |
820 |
60 |
650 |
8 |
（1）各因素對抗拉強度影響大小為：時效溫度＞固溶溫度＞時效時間＞固溶時間；對屈服強度影響大小為：時效溫度＞固溶溫度＞固溶時間＞時效時間；各因素對延伸率影響大小為：時效溫度＞固溶溫度＞時效時間＞固溶時間。
（2）Ti55531鈦合金板材經800℃/60min AC＋650℃/6h FC熱處理后，抗拉強度為1242MPa，屈服強度1122MPa，延伸率10.0%，合金具有良好的強度塑性匹配；原始β晶界處有晶界α析出，并在β相基體上α相均勻析出。由于650℃的時效溫度較高，細小彌散的點狀α相逐漸粗大，針狀組織更加清晰和密集，并且析出的次生α相數量明顯粗化聚集。
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