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通过组织性能分析,对650~700℃短时用高温钛合金成分进行了优化,采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉(ISM)对优化的合金成分进行熔炼得到合金铸锭,并制备出短时用高温钛合金锻坯和板材。分析了铸态、锻态和轧态短时用高温钛合金的组织及力学性能,得到了如下研究结果。通过对原合金成分中Al、Zr、Si元素含量进行调整,采用电弧熔炼技术制备出的九种合金均为近α钛合金,铸态组织均为魏氏组织。九种合金室温压缩实验表明,随着合金中Al和Si含量的增加,合金强度呈上升趋势。九种合金在热变形过程中发生动态回复及再结晶,随着变形温度升高,应力峰值呈下降趋势。九种合金的高温抗氧化实验结果表明,九种合金在700℃氧化100h的氧化增重曲线近似符合直线-抛物线混合规律,合金表面氧化层主要由α-Ti和TiO2组成,随着合金中Al含量的增加,合金抗氧化性明显增强,元素Zr含量过高不利于提高合金的抗氧化性。综合分析认为Al含量6.4wt.%,Zr含量8.0wt.%,Si含量0.3wt.%的合金成分具有较好的强度、热变形及抗氧化性能,是九种合金中综合性能最好的合金成分。通过ISM技术制备的铸锭组织为魏氏组织,沿截面半径方向由中心向边缘,晶粒尺寸逐渐减小。铸态合金室温抗拉强度为929.3MPa,延伸率为0.45%。合金经950℃/1h+650℃/2h和980℃/1h+650℃/2h固溶时效处理后,晶粒内部的层片状α相长宽比减小,经1050℃/1h+650℃/2h固溶时效处理后合金组织为针状魏氏组织。高温锻造后合金组织得到了明显细化,合金组织以网篮组织为主。锻态合金室温抗拉强度为1140.8MPa,延伸率达到6.81%。在650℃和700℃均表现出良好的高温力学性能,抗拉强度分别为769.9MPa和631.4MPa,延伸率为8.94%和10.01%。在β转变点以下对锻态合金进行固溶处理,时效后合金呈网篮组织,并且随着固溶温度的升高,合金中初生α相逐渐减少。在β转变点以上对锻态合金进行固溶处理,时效后组织为针状魏氏组织。60%和70%变形量下热轧得到的的板材组织均为网篮组织。室温条件下沿轧向强度与塑性均高于横向,变形量70%板材的强度略低于变形量60%板材,但塑性高于60%板材。在β转变点以下对板材进行固溶处理,时效后60%和70%变形量的板材组织均为网篮组织,在β转变点以上对板材进行固溶处理,时效后显微组织呈双网篮状。