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ZTC3(α-β)鑄造鈦合金材料介紹

2021-09-15

ZTC3概述
ZTC3合金是一種含有共析元素 Si 和稀土元素 Ce 的Ti-Al-Mo系型鑄造鈦合金，從而在傳統強化的基礎上增加了難熔質點強化的效果。該合金具有良好的綜合性能，在500℃以下有優良的熱強性能（高溫強度，蠕變抗力等），有較高的室溫強度，鑄造工藝性好，有好的流動性，無熱裂傾向。鑄件在退火或熱等靜壓狀態下使用。
該合金可用于制造發動機的機匣、支架、葉輪和其他結構件，其長期工作溫度可達500℃。
ZTC3技術標準
GJB 2896—1997《鈦及鈦合金熔模精密鑄件規范》
HB 5448—1990《鈦及鈦合金熔模精密鑄件》
Q/6S 448—1985《航空用ZT3鑄造鈦合金》
Q/6S 449—1985 《ZT3鑄造鈦合金壓氣機匣鑄件》
Q/12BY 2237—1998《航空發動機用ZT3鑄造鈦合金第4-5級、6-7級壓氣機機匣鑄件技術條件》

ZTC3熱處理制度
（1）去應力退火：650°C，1-3h，空冷或爐冷。
（2）熱等靜壓處理：920℃±10°C，100-140MPa，3-3.5h，隨爐冷至300℃以下出爐。
ZTC3熔煉與鑄造供應
采用兩次真空自耗電極電弧爐熔煉的母合金錠，或采用經兩次真空自耗電極熔煉并去除氧化皮的鍛棒，在真空自耗電極電弧凝殼爐中重熔，根據澆注鑄件的形狀、尺寸和質量要求，采用重力澆注，或離心澆注。鑄型根據鑄件的尺寸、壁厚、數量和質量要求，選用機加工石墨型，或搗實（石墨）型，或熔模精密鑄型。
ZTC3應用概況
用ZTC3合金鑄造的髙壓壓氣機機匡等零件已批量生產10多年，也可用于在 500℃以下工作的其他航空航天用結構件。
ZTC3特殊要求
（1）母合金中氧的含量對合金的力學性能有較大影響，尤其是對塑性和焊接性能影響比較大，隨著氧含量的提高，合金的塑性和可焊性變差。因此，在母合金制備和熔煉鑄造過程中應十分注意控制氧的含量。
（2）—般鑄件可以退火狀態供應，而應用于航空航天用的Ⅰ、Ⅱ類鑄件必須經過熱等靜壓處理。
ZTC3工藝性能與要求
（1）成形性能
合金鑄造性能良好，無熱裂傾向，可采用石墨型或熔模精鑄型殼，根據鑄件的形狀、結構、尺寸和質量要求，用離心鑄造法或重力鑄造法鑄造各種尺寸的異型鑄件。
（2）焊接性能
合金具有良好的焊接性能。在氬弧焊箱中用鎢極氬弧焊焊接的接頭與補焊點的強度不低于基體。對于復雜的或重要的鑄件，在焊接與補焊后需要進行650℃去應力退火。
（3）零件熱處理工藝
根據鑄件的質量要求，可采用650℃非真空退火或真空退火，保溫1-3h，直接空冷或爐冷至250°C以下再空冷。對于航空用的Ⅰ、Ⅱ類鑄件必須進行熱等靜壓處理，然后根據需要還可進行去應力退火。
ZTC3使用建議
建議選用ZTC3合金制造航空航天裝備上工作溫度低于500℃的異型結構鑄件。
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