鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60％，純鈦的強(qiáng)度才接近普通鋼的強(qiáng)度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過(guò)了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，見(jiàn)表，可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零、部件。目前飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
東莞日展有限公司采用4種工藝方案制備了不同組織類型的BT22鈦合金棒材,BT22鈦合金板材，BT22鈦合金帶材，BT22鈦合金絲材，通過(guò)測(cè)試其顯微組織、室溫及高溫力學(xué)性能,研究其間相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明,按魏氏、網(wǎng)籃、雙態(tài)、等軸這一組織形態(tài)順序,對(duì)應(yīng)的室溫及高溫拉伸強(qiáng)度值遞減,塑性(δ、ψ)隨之遞增,尤其面縮值增加較為明顯,斷裂韌性值遞減,沖擊韌性變化不明顯。BT22鈦合金棒等軸組織對(duì)應(yīng)的室溫拉伸強(qiáng)度較低,雖達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但已接近指標(biāo)下限,富余度不大,且斷裂韌性值偏低;魏氏組織的斷裂韌性及強(qiáng)度明顯高于其它組織形態(tài),達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;網(wǎng)籃及雙態(tài)組織對(duì)應(yīng)的性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,具有較好的強(qiáng)度與塑性的匹配,綜合力學(xué)性能較好，
BT22鈦合金是前蘇聯(lián)航空材料研究院(BИAM)
在20世紀(jì)70年代研制成功的一種高合金化、高強(qiáng)度近β型鈦合金。其名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,它的各化學(xué)成分的范圍為:4.5%～5.9%Al,4.0%～5.0%Mo,4.0%～5.5%V,0.5%～2.0%Cr,0.5%～1.5%Fe。該合金在退火狀態(tài)下具有很高的強(qiáng)度水
BT22(TC18)鈦合金是原蘇聯(lián)航空材料研究院于1974年研制成功的一種近β鈦合金,其名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,名義成分下鉬當(dāng)量達(dá)8.0。
綜述了國(guó)內(nèi)外BT22合金及其改型合金的應(yīng)用現(xiàn)狀,歸納介紹了BT22合金的鍛造加工及熱處理工藝。結(jié)果表明,BT22合金在兩相區(qū)低于β_轉(zhuǎn)15～50℃的溫度范圍內(nèi)多火次鍛造,每火次變形量不低60%。東莞日展公司通過(guò)嚴(yán)格控制變形速率和終鍛溫度可制備出組織均勻、晶粒細(xì)小的鍛件,經(jīng)兩階段整體熱處理后可獲得強(qiáng)度、塑性和韌性的最佳匹配。針對(duì)我國(guó)的研究現(xiàn)狀指出了BT22合金大型鍛件制備方面亟待解決的問(wèn)題和未來(lái)研究發(fā)展的方向。
該合金是一種高強(qiáng)度合金,具有很高的淬透性,在適當(dāng)?shù)募庸ず蜔崽幚項(xiàng)l件下具有滿意的強(qiáng)塑性匹配,因此該合金可用來(lái)制造大型鍛件和模鍛件
介紹了一種高強(qiáng)高韌的鈦合金新材料(BT22)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,并列出了該合金的合金成分、力學(xué)性能、物理性能、合金相變以及熱處理工藝
采用ANSYS有限元分析軟件對(duì)BT22鈦合金固溶熱處理后降溫階段溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬,并繪制熱處理工件在降溫過(guò)程中的溫度分布等值圖,從溫度-時(shí)間曲線和工件內(nèi)部不同部位溫度曲線兩個(gè)角度分
Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe(BT22)是前（略）年研制成功的近β型鈦合金.該合金具有深度淬透性和明顯的時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng),因此可制成大型鍛件、模鍛件和高強(qiáng)承力件.在進(jìn)行新的工藝探索時(shí),大鍛件由于尺寸大,對(duì)不同尺寸的大規(guī)格鍛件進(jìn)行等尺寸實(shí)物試驗(yàn)是不經(jīng)濟(jì)的,而實(shí)驗(yàn)常規(guī)試樣試驗(yàn)結(jié)果會(huì)與實(shí)際（略）很大,并且具有一定的局限性.通過(guò)實(shí)測(cè)和ANSYS有限元模擬兩種手段研究了Φ170mm×250mm大尺寸鍛棒（略）時(shí)效升溫過(guò)程中內(nèi)部溫度場(chǎng)的變化情況,OM、SEM、TEM及X射線衍射用于對(duì)固溶后降溫和時(shí)效升溫過(guò)程合金顯微組織、斷口表面及相進(jìn)行分析.維氏硬度和室溫拉伸用于機(jī)械性能的分析. 研究結(jié)果表明,Φ170mm×250mm鍛棒熱處理降（略）外溫差可達(dá)50℃左右,采用ANSYS有限元分析軟件能準(zhǔn)確的反映工件熱處理中的熱過(guò)程.通過(guò)模擬得到降溫過(guò)程的溫度（略）對(duì)誤差在2%～5%左右.由于相變的原因875℃固溶空冷曲線有一段近似平臺(tái),這一平臺(tái)把875℃固溶后空冷降溫過(guò)程分三階段. Φ170mm×50mm鍛棒875℃固溶降溫過(guò)程中發(fā)現(xiàn)從心部到邊部析出。高強(qiáng)度鈦合金材料具有強(qiáng)度高、比強(qiáng)度大、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。目前我國(guó)高強(qiáng)度鈦合金材料的種類較少，對(duì)鑄造高強(qiáng)度鈦合金的組織與性能研究也不系統(tǒng)。研究了高強(qiáng)度BT22鈦合金的組織和性能，并著重研究了固溶溫度、冷卻速度、時(shí)效溫度、保溫時(shí)間對(duì)鑄造BT22鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，確定了BT22高強(qiáng)度鑄造鈦合金的熱處理工藝參數(shù)，為BT22鑄造高強(qiáng)度鈦合金的實(shí)際工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。 研究表明，BT22鈦合金的α←→β相的轉(zhuǎn)變溫度約為885℃，不同熱處理工藝對(duì)合金的組織和性能影響較大。在低于885℃固溶處理之后，合金在原β晶粒中析出針狀α相：在885℃以上固溶保溫然后水冷，得到單β相組織，合金具有較好的塑性；在810℃和760℃兩級(jí)固溶后空冷，合金的組織均勻且具有較好的綜合力學(xué)性能。 BT22鈦合金時(shí)效時(shí)，合金的固溶組織中的α相長(zhǎng)大然后溶解到β基體中，此時(shí)初生α相開(kāi)始析出；同時(shí)SEM分析表明，在初生Q相和B基體之間有細(xì)小針狀α相(次生α相)析出，時(shí)效處理后合金的組織仍為α+β相；隨著時(shí)效溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，合金的強(qiáng)度和塑性先增加后降低。 固溶和時(shí)效工藝可以改善合金中β相的組織形態(tài)及分布，這是改善合金強(qiáng)度和塑性的重要手段。鑄造BT22鈦合金經(jīng)810℃固溶1h，然后爐冷至760℃保溫1h后空冷，并在620℃時(shí)效處理8h，合金具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：R<,m>≥1150 MPa，屈服強(qiáng)度：R<,p0.2>≥1100MPa，伸長(zhǎng)率：A≥5％，斷面收縮率：Z≥15％。
