TC6钛合金棒材黑条纹缺陷分析

   TC6(Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si)是一种综合性能良好的马氏体型a+/3两相钛合金，其使用温度可达450，广泛应用于航空工业的重要结构件，如机翼叶片和航空发动机盘等。由于TC6钛棒是两相钛合金，如果微区成分不均匀，必然会引起宏观组织及显微组织的异常，从而导致异常区域与正常区域硬度的显著差异，使材料在整体上表现为性能不均匀，最终萌生疲劳裂纹源，给零件使用的安全性带来极大隐患，同时降低该合金的使用寿命。针对某TC6钛合金棒料加工产品在进行低倍检査时发现的黑条纹缺陷问题，为了准确判断缺陷类型，采用金相显微镜对显微组织进行观察，确定其金相组织异常区域;再用扫描电镜分析黑条纹区为富钼贫铝的化学成分偏析缺陷;通过显微硬度测试确定该黑条纹区的成分偏析为非脆性偏析。试验结果表明，按照上述方法可以有效判定TC6合金成分偏析及其类型;且确定该类型缺陷不影响使用，切除后可交货。可通过控制钛合金铸锭原料选择、混料及电极制备过程、熔炼过程中电压和电流来减少或消除此类缺陷。钛合金的偏析，按偏析部位与正常区硬度的高、低差别分类，可将其分为硬偏析（硬度高于正常区，又称脆性偏析）与软偏析（硬度低于正常区，又称非脆性偏析）两类。如果产品中仅存在非脆性偏析，且各项性能符合产品标准的要求，一般切除该偏析后产品仍可交付使用；脆性偏析则不允许剔除后交货，应整批报废。笔者探讨了TC6合金棒材偏析中遇到的非脆性偏析的分析与判定方法，旨在为产品检验提供借鉴，以提高产品质量。

   1)对目视发现的TC6棒材黑条纹缺陷，采用金相显微镜对其显微组织进行观察，缺陷区与正常区差别不大，不能判断缺陷类型;进一步用扫描电镜对该棒材缺陷区进行化学成分分析，该缺陷区为富钜贫铝的化学元素偏析;最终结合显微硬度测试确定该TC6棒材的偏析类型为富钜贫铝的非脆性偏析;通过显微组织观察、微区成分分析及和显微硬度测试相结合的方法，可以有效判定TC6合金成分偏析及其类型。

   2)该TC6合金棒材中的偏析为富钜贫铝的非脆性偏析，不影响使用，切除后可继续交货;可通过控制原料选择、混料及电极制备参数、熔炼过程中电压和电流来减少或消除此类缺陷。