Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金的力学性能

郭瑞鹏^1,2，张静³，徐磊¹，雷家峰¹，刘羽寅¹，杨锐¹

1. 中国科学院金属研究所2. 东北大学材料科学与工程学院3. 北京航天动力研究所

摘 要：用预合金粉末热等静压工艺制备全致密的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金,研究了粉末粒度组成、真空脱气处理和热处理等工艺因素对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,全粒度预合金粉末的氧含量和空心粉比例具有良好的匹配,但是粉末粒度偏析使空心粉聚集进而降低粉末合金的低温拉伸性能。钛合金粉末的真空脱气温度不宜超过其最高服役温度,Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金的退火处理温度不宜高于800℃。提高退火温度到两相区则使粉末合金的显微组织发生明显的粗化,粉末合金内部的微量气孔迅速长大形成热致孔洞。优化过程工艺参数和有限元仿真可制备出典型的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末冶金叶轮零件,其本体力学性能达到锻造合金的水平。

关键词：金属材料;粉末冶金;热等静压;Ti-5Al-2.5Sn ELI合金;叶轮结构;有限元仿真;