TA15鈦合金

TA15鈦棒鈦鍛件對(duì)應(yīng)俄羅斯BT20，其名義成分Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，是蘇聯(lián)與1964年研制成功的鈦合金，與TA11相比，TA5以2Zr取代TA11中的2Al，降低了Al當(dāng)量，改善了熱穩(wěn)定性和熱鹽應(yīng)力腐蝕傾向等使用性能。

鈦合金焊接的特點(diǎn)是不僅要保護(hù)熔池機(jī)背面金屬，而且要保護(hù)熱影響區(qū)，甚至是近縫區(qū)受熱金屬不被氧化。因?yàn)殁佪d350℃以上就會(huì)與空氣中的氧和水蒸氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，O、N、H的進(jìn)入將急劇降低焊接接頭的塑性和疲勞性能。因此，焊接鈦合金理想的方法是在真空條件或惰性氣體保護(hù)工作室內(nèi)完成焊接。

TA15鈦合金屬于中等強(qiáng)度(750～1000MPa),類似的鈦合金如：TC1、TC4、TC6、BT5-1、CT5等，所有中等強(qiáng)度的鈦合金都具有良好的焊接性和熱穩(wěn)定性。TA15是以Ti-Al-Zr-Mo-V系為基的合金，其名義成分為：Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V。該合金主要強(qiáng)化機(jī)制是通過α穩(wěn)定元素Al的固溶強(qiáng)化，加入中型元素Zr和β穩(wěn)定元素Mo、V，可以改善工藝性能。TA15可以在500℃條件下，可工作3000h;在450℃以下可工作6000h，目前主要用于航空領(lǐng)域。TA15不僅具有好的焊接性，可以用各種焊接方式進(jìn)行焊接；而且可以與各種變形鈦合金和鑄造鈦合金相焊接，這里介紹真空充氬手工氬弧焊。

鈦合金焊接以前，必須嚴(yán)格清理焊件的表面。鈦合金TA15進(jìn)行真空充氬手工氬弧焊，使用的焊絲為退伙狀態(tài)下的TA15-1。板材厚度5.0mm,開45°V形坡口；厚度8mm開45°雙V形坡口；對(duì)于自動(dòng)焊用的厚度5.0mmTA15板材不開坡口。

真空充氬手工TIG焊是在真空充氬箱中進(jìn)行焊前焊箱先抽真空達(dá)到1.33Pa，再通入氬氣至0.103MPa,然后進(jìn)行焊接。自動(dòng)焊為局部保護(hù)氬弧焊，焊接時(shí)從工藝墊板上引弧，收弧是采用了衰減焊接電流，以填滿弧坑。在熔池未凝固和凝固后3min內(nèi)繼續(xù)提供保護(hù)氣。

其主要的強(qiáng)化機(jī)制是通過α穩(wěn)定元素Al的固溶強(qiáng)化。加入中性元素Zr和β穩(wěn)定元素Mo和V，可以改善工藝性能。該合金的Al當(dāng)量為6.58%，Mo當(dāng)量為2.46%，屬于高Al當(dāng)量的近α型鈦合金，所以它既有具有α型鈦合金良好的熱強(qiáng)性和焊接性，又具有接近α-β型鈦合金的工藝塑性。在退火狀態(tài)下α相固溶體為基體，含少量的β相。TA15鈦棒鈦鍛件合金具有中等的室溫高溫強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，比TC4鈦合金有更高的室溫、高溫強(qiáng)度和焊接性能。
TA15鈦棒鈦鍛件的半成品有薄板、厚板、軋棒、鍛棒、磨鍛棒、鍛件、擠壓型材、焊接環(huán)形件、整體環(huán)軋件和鑄件等。目前國(guó)內(nèi)棒材已達(dá)到Φ400mm以上，板材厚度達(dá)到了70mm以上，在航空領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，是國(guó)內(nèi)、應(yīng)用廣泛的鈦合金之一。