2024年5月13日发(作者：良如彤)

第３０卷第１　１期　

中国材料进展　

ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＣＨＩＮＡ　

Ｖ０１．３０　Ｎｏ．１１　

ＮＯＶ．２０１１　

２０１１年ｌ１月　

２　１　Ｓ超高强钛合金性能试验研究　

张利军　，田军强　，常　辉　，薛祥义　，张丰收　

（１．西安西工大超晶科技发展有限责任公司，陕西西安７１００１６）　

（２．西部超导材料科技有限公司，陕西西安７１００１６）　

（３．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安７１００７２）　

摘　要：｜Ｂ　２１　ｓ（名义成分　．１５Ｍｏ．３Ａ１．２．７Ｎｂ４３．２Ｓｉ）钛合金是Ｔｉｍｅｔ公司针对美国航空航天飞机计　

划ＮＡＳＰ对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定Ｂ型钛合金，该合金具有优异的　

冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能，可用于制作有温　

度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等，已经用于制造波音７７７飞机发动　

机舱导风罩等部件。口２１　ｓ合金作为一种典型的亚稳定的ｐ型钛合金，通过适当的工岂热处理后，　

可获得ｌ　３００　ＭＰａ以上超高抗拉强度及不小于６％的延伸率，为＿ｒ全面了解并掌握高强热处理工艺　

处理后的卢２１Ｓ钛合金性能，我们对卢２１　Ｓ钛合金进行了全面性能试验研究。　

关键词：．Ｂ　２１　Ｓ钛合金；热处理；显微组织；性能　

张利军　

中图分类号：ＴＧ１４６．２３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—３９６２（２０１１）ｌ１—００４６—０４　

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｌｆ　２１Ｓ　Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ａｌｌｏｙ　

ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｊｕｎ　，ＴＩＡＮ　Ｊｕｎｑｉａｎｇ。，ＣＨＡＮＧ　Ｈｕｉ　，ＸＵＥ　Ｘｉａｎｇｙｉ。　，ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇｓｈｏｕ　

（１．Ｘｉ’ａｎ　Ｓｕｐｅｒ　ｃｒｙｓｔａｌ　Ｓｃｉ—Ｔｅｃｈ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００　１　６，Ｃｈｉｎａ）　

（２．Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７１００１６，Ｃｈｉｎａ）　

（３．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｅｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　２１Ｓ（ｎｏｍｉｎａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｔｉ一１５Ｍｏ一３Ａ１—２．７Ｎｂ—Ｏ．２Ｓｉ）ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　ｉＳ　ａ　ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ　一ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　Ｔｉｍｅｔ　ｔｏ　ｓｅｒｖｅ　ｔｈｅ　Ｕ．Ｓ．Ａｉｒ　ＮＡＳＰ　ｓｐａｃｅ　ｓｈｕｔｔｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｆｏｒ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ａｎｄ　ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉ—　

ａｌｓ．Ｔｈｅ　ａｌｌｏｙ　ｈａｓ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｃｏｌｄ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｄｅｅｐ　ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ，ｃｒｅｅｐ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ　ｇｏｏｄ　

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ａｎｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ａｉｒｃｒａｆｔ　ｓｔｒｎｃｔｕｒａｌ　ｐａｒｔｓ　ｏｒ　ｅｎｇｉｎｅ　Ｄａｒｔｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　

ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｉｐｅ　ｆａｓｔｅｎｅｒ。ｓｈｅｅｔ　ｍｅｔａｌ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ａｌｌｏｙ　ｈａｓ　ａｌｒｅａｄｙ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍａｎｕｆａｅｔｕｒｅ　ｗｉｎｄ　ｇｕｉｄｅ　ｏｆ　Ｂｏｅｉｎｇ一７７７　ｅｎ—　

ｇｉｎｅ　ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ａｓ　ａ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ卢一ｔｉｔａｎｉｍｎ　ａｌｌｏｙ，卢２１　Ｓ　ａｌｌｏｙ　ｍａｙ　ｏｂｔａｉｎ　ｕｌｔｒａｈｉｇｈ　ｔｅｎｓｉｌｅ　

ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈａｔ　ｉＳ．１　３００　ＭＰａ　ｏｒ　ａｂｏｖｅ．ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｎｏ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　６％ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　

ｆｕｌｌｙ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ａｎｄ　ｍａｓｔｅｒ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｕｐｏｎ　ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ａ　

ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　８　２　１　Ｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：口２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ；ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｍｉｃｒｏｓｔｎｃｔｒｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　

１　前　言　

钛合金是当代飞机和航空发动机的主要结构材料之　

一

材料及其加工工艺对我国航空航天工业的发展具有积极　

的推动作用。　

航空航天标准件在其生产制造过程中要求材料具有　

良好的冷镦成型性能，且在其热处理后要获得足够高的　

强度。　型钛合金由于在固溶状态下具有优异的冷成型　

，

对于减轻飞机的重量，提高飞机推重比，增加飞行　

距离和减少燃料费用等都具有十分重要的意义　Ｊ。随着　

航空航天事业的迅速发展，飞行器紧固件、弹性元件及　

性能，且其在随后时效处理状态下可获得很高的强度，　

故大量应用于高品质航空航天标准件的生产制造。列入　

主要承力结构件对材料的要求更为突出地集中于耐蚀、　

轻质、高强、高韧等性能，所以发展高强、高韧钛合金　

我国《航空材料手册》的用于制造航空标准件的　型钛　

合金主要有ＴＢ２，ＴＢ３，这２种　型钛合金主要应用于１　

１００　ＭＰａ级标准件的制造。随着我国航空航天工业的迅　

收稿日期：２０１０—０７—１２　

通信作者：张利军，男，１９８１年生，助理工程师　

速发展，新一代标准件要求其强度水平达１　３００　ＭＰａ级　

第１１期　张利军等：ＩＢ　２１Ｓ超高强钛合金性能试验研究　４７　

以上，所以我国材料工程技术人员当务之急是研究和发　

展１　３００　ＭＰａ级以上的　型钛合金材料及其加工工艺。　

对于冷加工成型性能优异的１　３００　ＭＰａ级超高强度　

型钛合金，我国目前研究尚不十分成熟。国外资料显　

示：　２１Ｓ钛合金具有优异的冷加工成型性能及深的淬　

透性，热处理后可获得很高的强度。　２１Ｓ钛合金是美　

国Ｔｉｍｅｔ公司在１９８９年研制开发的亚稳定　型钛合金，　

该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变　

性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能　。Ｊ。我国　

在最新版ＧＢ／Ｔ３６２０．１—２００７中仅对该钛合金（我国仿制　

牌号ＴＢ８）的化学成分进行了说明　，对于该合金的加　

工工艺、组织、性能等数据无资料可查。鉴于此，我公　

司开展了｜Ｂ　２１Ｓ钛合金的仿制及应用技术研究工作，对　

其性能进行了全面试验研究，为其在航空工业中的应用　

提供设计参数。　

２试验材料及方法　

２．１　试验材料　

试验用　２１Ｓ钛合金铸锭由西安西工大超晶科技发　

展有限责任公司采用１　ｔ真空白耗电弧炉３次熔炼生产，　

其化学成分如表１所示。铸锭经卢区和（Ｏ／＋　）区多火　

次加热锻造为　５　ｍｉｌｌ规格棒材，然后在（　＋　）区加热　

轧制为＋１６　ｉｌｌｍ规格小棒，采用差热分析法测定该合金　

的相变点（ｏＬ＋　）为７９９℃。　

表１／３　２１ｓ钛合金化学成分（∞／％）　

Ｔａｂｌｅ　ｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　１３　２１　Ｓ　ａｌｌｏｙ（ｗ／％）　

２．２试验方法　

通过对　２１　ｓ合金进行热处理工艺研究，我们选择　

出了使该合金获得高强度的热处理工艺，即：　

固溶（ＳＴ）：８００～８３０℃，０．５　ｈ，空冷；　

时效（Ａ）：５１０～５２０　，１２　ｈ，空冷。　

ＪＢ　２１Ｓ钛合金棒材轧制完成后，切取试样并按以上　

高强热处理制度进行处理。处理后的　２１ｓ钛合金，可　

获得Ｒ　≥１　３００　ＭＰａ、Ａ　Ｉ＞６％的高强性能。　

３　结果分析　

３．１　２１　Ｓ钛合金显微组织　

２１Ｓ钛合金固溶及固溶＋时效后的显微组织如图　

ｌ所示。　

从图１ａ可以看出，　２１Ｓ钛合金在８００～８３０　ｃｃ固　

溶处理后，合金显微组织为单一的　晶粒，晶粒度为　

７～６级。　

从图１ｂ可以看出，　２１Ｓ钛合金固溶并经５１０～　

５２０℃时效处理后，合金显微组织中　晶界及晶粒内部　

均匀弥散析出大量的Ｏ／相，这是　型钛合金单时效的典　

型组织。　

图ｌ口２１Ｓ合金显微组织：（ａ）ＳＴ，（ｂ）ＳＴＡ　

Ｆｉｇ．１　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ｜８　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．２　２１　Ｓ钛合金拉伸性能　

２１ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，室温、　

２００℃、３５０　拉伸性能试验结果见表２。　

表２口２１　Ｓ钛合金拉伸性能　

Ｔａｂｌｅ　２　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表２试验数据可知，　２１Ｓ钛合金在相变点上固　

溶处理后，可获得高的室温抗拉强度和非常优异的塑　

性。固溶并时效后，在获得１　３００　ＭＰａ以上超高温抗拉　

强度的同时保持了延伸率大于１０％良好塑性；卢２１Ｓ钛　

合金２００，３５０　高温拉伸强度也非常好，完全达到并　

超过ＴＢ２，ＴＢ３钛合金相应性能。可以看出／３　２１Ｓ钛合　

４８　中国材料进展　第３０卷　

金具有优异的室温、高温力学性能。　

３．３卢２１　Ｓ钛合金硬度及冲击性能　

２１Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，硬度及冲　

击性能试验结果见表３。　

表３口２１　Ｓ钛合金硬度及冲击性能　

Ｔａｂｌｅ３　Ｒｉｇｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　ｉｍｐｉｎｇｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．４　２１　Ｓ钛合金剪切性能　

２１ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，剪切性能　

试验结果见表４。　

表４口２１　Ｓ钛合金剪切性能　

Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｕｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．５／３　２１　Ｓ钛合金扭转　眭能　

２１Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，扭转性能　

试验结果见表５。　

表５口２１　Ｓ钛合金扭转性能　

Ｔａｂｌｅ　５　Ｔｏｒｓｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．６／３　２１　Ｓ钛合金应力集中性能　

２１　Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，室温、　

３５０℃缺口拉伸性能及应力集中试验结果见表６。　

表６口２１Ｓ钛合金缺口拉伸。ｌ生能　

Ｔａｂｌｅ　６　Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表６试验数据可知，　２１Ｓ钛合金在相变点以上　

固溶处理及固溶＋时效处理后，　／Ｒ．　均大于１。可以　

看出　２１Ｓ钛合金的缺口敏感性是比较小的。　

３．７　２１Ｓ钛合金热稳定性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理并进行热暴露后，室　

温拉伸性能试验结果见表７。　

表７　２１　Ｓ钛合金热暴露后室温拉伸性能　

Ｔａｂｌｅ　７　Ｈｏｔ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表７试验数据可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ　

钛合金，在３５０℃高温大气环境下长时间热暴露后，进　

行室温拉伸试验时，在获得超高强度的同时，仍保持了　

较好的延伸率。可以看出　２１Ｓ钛合金具有良好的热稳　

定性能。　

３．８　２１　Ｓ钛合金持久性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，室温、高温缺口　

（Ｒ＝０．２５）持久性能试验结果见表８。　

表８口２１　Ｓ钛合金缺口持久性能　

Ｔａｂｌｅ　８　Ｓｔａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表８可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

在高应力状态下进行室温及３５０　ｏＣ高温持久试验时，上　

百小时后试样仍未拉断。可以看出　２１Ｓ钛合金的持久　

性能是非常优异的。　

３．９　２１　Ｓ钛合金高温蠕变性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，高温蠕变性能试　

验结果见表９。　

表９　２１Ｓ钛合金高温蠕变性能　

Ｔａｂｌｅ　９　Ｈｏｔ　ｗｒｉｇｇｌｅ　ｐｒｏｐｅ　ｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表９可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

在高应力状态下进行３５０℃高温蠕变试验时，到达规定　

时间后，残余变形非常小。可以看出　２１Ｓ钛合金的抗　

高温蠕变性能同样非常优异的。　

３．１０　ＪＢ　２１Ｓ钛合金疲劳性能　

卢２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，高周疲劳性能试　

验结果见表ｌ０。　

第１１期　

表１０　

张利军等：　２１Ｓ超高强钛合金性能试验研究　

２１　Ｓ钛合金高周疲劳性能　

４９　

（３）　２１Ｓ钛合金固溶＋时效处理后，可获得优异　

的高温综合力学性能，包括高的持久性能、蠕变性能、　

热稳定性能。　

Ｔａｂｌｅ　１　０　Ｆａｔｉｇｕｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

（４）　２１ｓ钛合金固溶＋时效处理后，具有优异高　

周疲劳性能，其高周疲劳强度可达１　０２８　ＭＰａ。　

（５）卢２１Ｓ钛合金是一种综合性能非常优异的　型　

由表１０可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

具有非常高的高周疲劳强度，可以看出　２１ｓ钛合金的　

高周疲劳性能也是非常优异的。　

３．１　１　２１　Ｓ钛合金工艺性能　

钛合金，非常适合于航空航天高强标准件、结构件的生　

产制造。　

参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　

２１Ｓ钛合金经固溶处理后，进行室温顶锻试验，　

顶锻试样加工成＋１４　ｍｉｌｌ×２８　ｈｉｍ的标准试样，顶锻高　

度比锻前：锻后＝３：ｌ时，在不同试验温度下，固溶试　

［１］Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｊｕｎ（张利军），Ｔｉａｎ　Ｊｕｎｑｉａｎｇ（田军强），Ｚｈｏｕ　Ｚｈｏｎｇｂｏ　

（周中波），ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅｓ　

ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆ　ＴＣ２　１　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ａｌｌｏｙ　ｆｏｒｇｉｎｇｓ　

样周边均未见任何裂纹。　

［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｉｎａ（中国材料进展），２００９，２８（９—１０）：　

８４—８７．　

４　结　论　

（１）　２１Ｓ钛合金在（ＯＬ＋　）　转变温度以上０～　

３０℃温度范围内固溶后，获得的组织为单一的等轴　

晶粒，这种组织具有较高的强度及优异的塑性，非常有　

利于材料的冷加工成型。　

［２］Ｚｈｕ　Ｚｈｉｓｈｏｕ（朱知寿），Ｚｈｏｎｇ　Ｍｉｎｇ（钟鸣），Ｃｈｕ　Ｊｕｎｐｅｎｇ　

（储俊鹏），ｅｔ　ａ１．Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｌｄ　Ｆｏｒｍｉｎｇ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　

口２　１　Ｓ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｓｈｅｅｔ［Ｊ］．Ｒａｒｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

（稀有金属材料与工程），２０００，２９（１）：５０—５２．　

［３］Ｚｈｏｎｇ　Ｍｉｎｇ（钟鸣），Ｃｈｅｎ　Ｙｕｗｅｎ（陈玉文），Ｚｈｕ　Ｚｈｉｓｈｏｕ　

（朱知寿）．Ｍｉｅｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｌｌｏｙ　Ｔｉ—Ｍｏ－Ｎｂ－Ａ１　ａｆｔｅｒ　Ｓｏｌｕ—　

ｔｉｏｎ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［】］．Ｒａｒｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（稀有　

金属材料与工程），２０００，２９（２）：１１８—１２０．　

［４］ＧＢ／Ｔ３６２０．１－２００７．Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｎｄ　

ＴｉｔａｎｉｕＩｌｌ　Ａｌｌ０ｖ『Ｓ］．　

（２）　２１Ｓ钛合金固溶＋时效处理后，可获得抗拉强　

度＞１　３００　ＭＰａ、延伸率＞６％的优异综合室温拉伸性能，　

同时合金的室温冲击、剪切、扭转等性能也很高。　

“２０１　１海峡两岸生物医用材料研讨会”在郑州召开　

２０１１年１０月１５—２０日，由郑州大学主办，中科院金属所和台湾阳明大学协办的“２０１１海峡两岸生物医用材料　

研讨会”在河南郑州举行。本次会议由郑州大学校长申长雨院士担任名誉主席，郑州大学关绍康教授、中科院金属　

所杨柯研究员、台湾阳明大学黄何雄教授担任会议主席。本次大会得到国家科技部、国家自然科学基金委、医用镁　

合金产业联盟理事长单位一东莞宜安科技股份、许昌震华模具压铸有限公司、维恩克镁基材料有限公司等部门与企　

业的关注和大力支持。　

本届研讨会设邀请报告２１篇，另设张贴报告２１篇，评选出８篇优秀墙报。来自中科院金属研究所、郑州大　

学、台湾阳明大学、北京大学、四川大学、上海交通大学、重庆大学、华南理工大学、西安交通大学、中国医科大　

学、西北有色金属研究院、中国科学理化研究所、中山大学第一附属医院、台湾高雄医学大学、台湾成功大学、台　

湾中兴大学、台湾金属工业研究发展中心等多所著名高校和研究院所的１００余名代表参加了此次论坛。　

本着促进海峡两岸生物医用材料领域的学术与技术交流，共同探讨未来的发展方向的主旨，“第一届海峡两岸　

生物医用材料研讨会”于２０１０年在台湾阳明大学成功举办。本届研讨会以“新型生物医用材料的热点及前沿科学问　

题”为主题，围绕钛合金　镁合金、不锈钢等生物材料微观结构改性、表面处理与生物性能相关性方面的最新研究　

进展进行了深入探讨和交流，对拓宽视野，激发创新激情，进一步推动生物医用材料的学术研究和产业化进程将起　

到积极的作用。　

（本刊通讯员）　

2024年5月13日发(作者：良如彤)

第３０卷第１　１期　

中国材料进展　

ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＣＨＩＮＡ　

Ｖ０１．３０　Ｎｏ．１１　

ＮＯＶ．２０１１　

２０１１年ｌ１月　

２　１　Ｓ超高强钛合金性能试验研究　

张利军　，田军强　，常　辉　，薛祥义　，张丰收　

（１．西安西工大超晶科技发展有限责任公司，陕西西安７１００１６）　

（２．西部超导材料科技有限公司，陕西西安７１００１６）　

（３．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安７１００７２）　

摘　要：｜Ｂ　２１　ｓ（名义成分　．１５Ｍｏ．３Ａ１．２．７Ｎｂ４３．２Ｓｉ）钛合金是Ｔｉｍｅｔ公司针对美国航空航天飞机计　

划ＮＡＳＰ对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定Ｂ型钛合金，该合金具有优异的　

冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能，可用于制作有温　

度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等，已经用于制造波音７７７飞机发动　

机舱导风罩等部件。口２１　ｓ合金作为一种典型的亚稳定的ｐ型钛合金，通过适当的工岂热处理后，　

可获得ｌ　３００　ＭＰａ以上超高抗拉强度及不小于６％的延伸率，为＿ｒ全面了解并掌握高强热处理工艺　

处理后的卢２１Ｓ钛合金性能，我们对卢２１　Ｓ钛合金进行了全面性能试验研究。　

关键词：．Ｂ　２１　Ｓ钛合金；热处理；显微组织；性能　

张利军　

中图分类号：ＴＧ１４６．２３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—３９６２（２０１１）ｌ１—００４６—０４　

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｌｆ　２１Ｓ　Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ａｌｌｏｙ　

ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｊｕｎ　，ＴＩＡＮ　Ｊｕｎｑｉａｎｇ。，ＣＨＡＮＧ　Ｈｕｉ　，ＸＵＥ　Ｘｉａｎｇｙｉ。　，ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇｓｈｏｕ　

（１．Ｘｉ’ａｎ　Ｓｕｐｅｒ　ｃｒｙｓｔａｌ　Ｓｃｉ—Ｔｅｃｈ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００　１　６，Ｃｈｉｎａ）　

（２．Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７１００１６，Ｃｈｉｎａ）　

（３．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｅｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００７２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　２１Ｓ（ｎｏｍｉｎａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｔｉ一１５Ｍｏ一３Ａ１—２．７Ｎｂ—Ｏ．２Ｓｉ）ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　ｉＳ　ａ　ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ　一ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　Ｔｉｍｅｔ　ｔｏ　ｓｅｒｖｅ　ｔｈｅ　Ｕ．Ｓ．Ａｉｒ　ＮＡＳＰ　ｓｐａｃｅ　ｓｈｕｔｔｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｆｏｒ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ　ａｎｄ　ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉ—　

ａｌｓ．Ｔｈｅ　ａｌｌｏｙ　ｈａｓ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｃｏｌｄ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｄｅｅｐ　ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ，ｃｒｅｅｐ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ　ｇｏｏｄ　

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ａｎｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ａｉｒｃｒａｆｔ　ｓｔｒｎｃｔｕｒａｌ　ｐａｒｔｓ　ｏｒ　ｅｎｇｉｎｅ　Ｄａｒｔｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　

ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｉｐｅ　ｆａｓｔｅｎｅｒ。ｓｈｅｅｔ　ｍｅｔａｌ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ａｌｌｏｙ　ｈａｓ　ａｌｒｅａｄｙ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍａｎｕｆａｅｔｕｒｅ　ｗｉｎｄ　ｇｕｉｄｅ　ｏｆ　Ｂｏｅｉｎｇ一７７７　ｅｎ—　

ｇｉｎｅ　ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ａｓ　ａ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ卢一ｔｉｔａｎｉｍｎ　ａｌｌｏｙ，卢２１　Ｓ　ａｌｌｏｙ　ｍａｙ　ｏｂｔａｉｎ　ｕｌｔｒａｈｉｇｈ　ｔｅｎｓｉｌｅ　

ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈａｔ　ｉＳ．１　３００　ＭＰａ　ｏｒ　ａｂｏｖｅ．ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｎｏ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　６％ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　

ｆｕｌｌｙ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ａｎｄ　ｍａｓｔｅｒ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｕｐｏｎ　ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ａ　

ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　８　２　１　Ｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：口２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ；ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｍｉｃｒｏｓｔｎｃｔｒｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　

１　前　言　

钛合金是当代飞机和航空发动机的主要结构材料之　

一

材料及其加工工艺对我国航空航天工业的发展具有积极　

的推动作用。　

航空航天标准件在其生产制造过程中要求材料具有　

良好的冷镦成型性能，且在其热处理后要获得足够高的　

强度。　型钛合金由于在固溶状态下具有优异的冷成型　

，

对于减轻飞机的重量，提高飞机推重比，增加飞行　

距离和减少燃料费用等都具有十分重要的意义　Ｊ。随着　

航空航天事业的迅速发展，飞行器紧固件、弹性元件及　

性能，且其在随后时效处理状态下可获得很高的强度，　

故大量应用于高品质航空航天标准件的生产制造。列入　

主要承力结构件对材料的要求更为突出地集中于耐蚀、　

轻质、高强、高韧等性能，所以发展高强、高韧钛合金　

我国《航空材料手册》的用于制造航空标准件的　型钛　

合金主要有ＴＢ２，ＴＢ３，这２种　型钛合金主要应用于１　

１００　ＭＰａ级标准件的制造。随着我国航空航天工业的迅　

收稿日期：２０１０—０７—１２　

通信作者：张利军，男，１９８１年生，助理工程师　

速发展，新一代标准件要求其强度水平达１　３００　ＭＰａ级　

第１１期　张利军等：ＩＢ　２１Ｓ超高强钛合金性能试验研究　４７　

以上，所以我国材料工程技术人员当务之急是研究和发　

展１　３００　ＭＰａ级以上的　型钛合金材料及其加工工艺。　

对于冷加工成型性能优异的１　３００　ＭＰａ级超高强度　

型钛合金，我国目前研究尚不十分成熟。国外资料显　

示：　２１Ｓ钛合金具有优异的冷加工成型性能及深的淬　

透性，热处理后可获得很高的强度。　２１Ｓ钛合金是美　

国Ｔｉｍｅｔ公司在１９８９年研制开发的亚稳定　型钛合金，　

该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变　

性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能　。Ｊ。我国　

在最新版ＧＢ／Ｔ３６２０．１—２００７中仅对该钛合金（我国仿制　

牌号ＴＢ８）的化学成分进行了说明　，对于该合金的加　

工工艺、组织、性能等数据无资料可查。鉴于此，我公　

司开展了｜Ｂ　２１Ｓ钛合金的仿制及应用技术研究工作，对　

其性能进行了全面试验研究，为其在航空工业中的应用　

提供设计参数。　

２试验材料及方法　

２．１　试验材料　

试验用　２１Ｓ钛合金铸锭由西安西工大超晶科技发　

展有限责任公司采用１　ｔ真空白耗电弧炉３次熔炼生产，　

其化学成分如表１所示。铸锭经卢区和（Ｏ／＋　）区多火　

次加热锻造为　５　ｍｉｌｌ规格棒材，然后在（　＋　）区加热　

轧制为＋１６　ｉｌｌｍ规格小棒，采用差热分析法测定该合金　

的相变点（ｏＬ＋　）为７９９℃。　

表１／３　２１ｓ钛合金化学成分（∞／％）　

Ｔａｂｌｅ　ｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　１３　２１　Ｓ　ａｌｌｏｙ（ｗ／％）　

２．２试验方法　

通过对　２１　ｓ合金进行热处理工艺研究，我们选择　

出了使该合金获得高强度的热处理工艺，即：　

固溶（ＳＴ）：８００～８３０℃，０．５　ｈ，空冷；　

时效（Ａ）：５１０～５２０　，１２　ｈ，空冷。　

ＪＢ　２１Ｓ钛合金棒材轧制完成后，切取试样并按以上　

高强热处理制度进行处理。处理后的　２１ｓ钛合金，可　

获得Ｒ　≥１　３００　ＭＰａ、Ａ　Ｉ＞６％的高强性能。　

３　结果分析　

３．１　２１　Ｓ钛合金显微组织　

２１Ｓ钛合金固溶及固溶＋时效后的显微组织如图　

ｌ所示。　

从图１ａ可以看出，　２１Ｓ钛合金在８００～８３０　ｃｃ固　

溶处理后，合金显微组织为单一的　晶粒，晶粒度为　

７～６级。　

从图１ｂ可以看出，　２１Ｓ钛合金固溶并经５１０～　

５２０℃时效处理后，合金显微组织中　晶界及晶粒内部　

均匀弥散析出大量的Ｏ／相，这是　型钛合金单时效的典　

型组织。　

图ｌ口２１Ｓ合金显微组织：（ａ）ＳＴ，（ｂ）ＳＴＡ　

Ｆｉｇ．１　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ｜８　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．２　２１　Ｓ钛合金拉伸性能　

２１ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，室温、　

２００℃、３５０　拉伸性能试验结果见表２。　

表２口２１　Ｓ钛合金拉伸性能　

Ｔａｂｌｅ　２　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表２试验数据可知，　２１Ｓ钛合金在相变点上固　

溶处理后，可获得高的室温抗拉强度和非常优异的塑　

性。固溶并时效后，在获得１　３００　ＭＰａ以上超高温抗拉　

强度的同时保持了延伸率大于１０％良好塑性；卢２１Ｓ钛　

合金２００，３５０　高温拉伸强度也非常好，完全达到并　

超过ＴＢ２，ＴＢ３钛合金相应性能。可以看出／３　２１Ｓ钛合　

４８　中国材料进展　第３０卷　

金具有优异的室温、高温力学性能。　

３．３卢２１　Ｓ钛合金硬度及冲击性能　

２１Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，硬度及冲　

击性能试验结果见表３。　

表３口２１　Ｓ钛合金硬度及冲击性能　

Ｔａｂｌｅ３　Ｒｉｇｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　ｉｍｐｉｎｇｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．４　２１　Ｓ钛合金剪切性能　

２１ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，剪切性能　

试验结果见表４。　

表４口２１　Ｓ钛合金剪切性能　

Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｕｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．５／３　２１　Ｓ钛合金扭转　眭能　

２１Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，扭转性能　

试验结果见表５。　

表５口２１　Ｓ钛合金扭转性能　

Ｔａｂｌｅ　５　Ｔｏｒｓｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

３．６／３　２１　Ｓ钛合金应力集中性能　

２１　Ｓ钛合金经固溶及固溶时效处理后，室温、　

３５０℃缺口拉伸性能及应力集中试验结果见表６。　

表６口２１Ｓ钛合金缺口拉伸。ｌ生能　

Ｔａｂｌｅ　６　Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表６试验数据可知，　２１Ｓ钛合金在相变点以上　

固溶处理及固溶＋时效处理后，　／Ｒ．　均大于１。可以　

看出　２１Ｓ钛合金的缺口敏感性是比较小的。　

３．７　２１Ｓ钛合金热稳定性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理并进行热暴露后，室　

温拉伸性能试验结果见表７。　

表７　２１　Ｓ钛合金热暴露后室温拉伸性能　

Ｔａｂｌｅ　７　Ｈｏｔ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表７试验数据可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ　

钛合金，在３５０℃高温大气环境下长时间热暴露后，进　

行室温拉伸试验时，在获得超高强度的同时，仍保持了　

较好的延伸率。可以看出　２１Ｓ钛合金具有良好的热稳　

定性能。　

３．８　２１　Ｓ钛合金持久性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，室温、高温缺口　

（Ｒ＝０．２５）持久性能试验结果见表８。　

表８口２１　Ｓ钛合金缺口持久性能　

Ｔａｂｌｅ　８　Ｓｔａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表８可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

在高应力状态下进行室温及３５０　ｏＣ高温持久试验时，上　

百小时后试样仍未拉断。可以看出　２１Ｓ钛合金的持久　

性能是非常优异的。　

３．９　２１　Ｓ钛合金高温蠕变性能　

２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，高温蠕变性能试　

验结果见表９。　

表９　２１Ｓ钛合金高温蠕变性能　

Ｔａｂｌｅ　９　Ｈｏｔ　ｗｒｉｇｇｌｅ　ｐｒｏｐｅ　ｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

由表９可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

在高应力状态下进行３５０℃高温蠕变试验时，到达规定　

时间后，残余变形非常小。可以看出　２１Ｓ钛合金的抗　

高温蠕变性能同样非常优异的。　

３．１０　ＪＢ　２１Ｓ钛合金疲劳性能　

卢２１Ｓ钛合金经固溶时效处理后，高周疲劳性能试　

验结果见表ｌ０。　

第１１期　

表１０　

张利军等：　２１Ｓ超高强钛合金性能试验研究　

２１　Ｓ钛合金高周疲劳性能　

４９　

（３）　２１Ｓ钛合金固溶＋时效处理后，可获得优异　

的高温综合力学性能，包括高的持久性能、蠕变性能、　

热稳定性能。　

Ｔａｂｌｅ　１　０　Ｆａｔｉｇｕｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐ　２　１　Ｓ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　

（４）　２１ｓ钛合金固溶＋时效处理后，具有优异高　

周疲劳性能，其高周疲劳强度可达１　０２８　ＭＰａ。　

（５）卢２１Ｓ钛合金是一种综合性能非常优异的　型　

由表１０可知，固溶＋时效处理后的　２１Ｓ钛合金，　

具有非常高的高周疲劳强度，可以看出　２１ｓ钛合金的　

高周疲劳性能也是非常优异的。　

３．１　１　２１　Ｓ钛合金工艺性能　

钛合金，非常适合于航空航天高强标准件、结构件的生　

产制造。　

参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　

２１Ｓ钛合金经固溶处理后，进行室温顶锻试验，　

顶锻试样加工成＋１４　ｍｉｌｌ×２８　ｈｉｍ的标准试样，顶锻高　

度比锻前：锻后＝３：ｌ时，在不同试验温度下，固溶试　

［１］Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｊｕｎ（张利军），Ｔｉａｎ　Ｊｕｎｑｉａｎｇ（田军强），Ｚｈｏｕ　Ｚｈｏｎｇｂｏ　

（周中波），ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅｓ　

ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆ　ＴＣ２　１　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ａｌｌｏｙ　ｆｏｒｇｉｎｇｓ　

样周边均未见任何裂纹。　

［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｉｎａ（中国材料进展），２００９，２８（９—１０）：　

８４—８７．　

４　结　论　

（１）　２１Ｓ钛合金在（ＯＬ＋　）　转变温度以上０～　

３０℃温度范围内固溶后，获得的组织为单一的等轴　

晶粒，这种组织具有较高的强度及优异的塑性，非常有　

利于材料的冷加工成型。　

［２］Ｚｈｕ　Ｚｈｉｓｈｏｕ（朱知寿），Ｚｈｏｎｇ　Ｍｉｎｇ（钟鸣），Ｃｈｕ　Ｊｕｎｐｅｎｇ　

（储俊鹏），ｅｔ　ａ１．Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｌｄ　Ｆｏｒｍｉｎｇ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　

口２　１　Ｓ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｓｈｅｅｔ［Ｊ］．Ｒａｒｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

（稀有金属材料与工程），２０００，２９（１）：５０—５２．　

［３］Ｚｈｏｎｇ　Ｍｉｎｇ（钟鸣），Ｃｈｅｎ　Ｙｕｗｅｎ（陈玉文），Ｚｈｕ　Ｚｈｉｓｈｏｕ　

（朱知寿）．Ｍｉｅｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｌｌｏｙ　Ｔｉ—Ｍｏ－Ｎｂ－Ａ１　ａｆｔｅｒ　Ｓｏｌｕ—　

ｔｉｏｎ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［】］．Ｒａｒｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（稀有　

金属材料与工程），２０００，２９（２）：１１８—１２０．　

［４］ＧＢ／Ｔ３６２０．１－２００７．Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｎｄ　

ＴｉｔａｎｉｕＩｌｌ　Ａｌｌ０ｖ『Ｓ］．　

（２）　２１Ｓ钛合金固溶＋时效处理后，可获得抗拉强　

度＞１　３００　ＭＰａ、延伸率＞６％的优异综合室温拉伸性能，　

同时合金的室温冲击、剪切、扭转等性能也很高。　

“２０１　１海峡两岸生物医用材料研讨会”在郑州召开　

２０１１年１０月１５—２０日，由郑州大学主办，中科院金属所和台湾阳明大学协办的“２０１１海峡两岸生物医用材料　

研讨会”在河南郑州举行。本次会议由郑州大学校长申长雨院士担任名誉主席，郑州大学关绍康教授、中科院金属　

所杨柯研究员、台湾阳明大学黄何雄教授担任会议主席。本次大会得到国家科技部、国家自然科学基金委、医用镁　

合金产业联盟理事长单位一东莞宜安科技股份、许昌震华模具压铸有限公司、维恩克镁基材料有限公司等部门与企　

业的关注和大力支持。　

本届研讨会设邀请报告２１篇，另设张贴报告２１篇，评选出８篇优秀墙报。来自中科院金属研究所、郑州大　

学、台湾阳明大学、北京大学、四川大学、上海交通大学、重庆大学、华南理工大学、西安交通大学、中国医科大　

学、西北有色金属研究院、中国科学理化研究所、中山大学第一附属医院、台湾高雄医学大学、台湾成功大学、台　

湾中兴大学、台湾金属工业研究发展中心等多所著名高校和研究院所的１００余名代表参加了此次论坛。　

本着促进海峡两岸生物医用材料领域的学术与技术交流，共同探讨未来的发展方向的主旨，“第一届海峡两岸　

生物医用材料研讨会”于２０１０年在台湾阳明大学成功举办。本届研讨会以“新型生物医用材料的热点及前沿科学问　

题”为主题，围绕钛合金　镁合金、不锈钢等生物材料微观结构改性、表面处理与生物性能相关性方面的最新研究　

进展进行了深入探讨和交流，对拓宽视野，激发创新激情，进一步推动生物医用材料的学术研究和产业化进程将起　

到积极的作用。　

（本刊通讯员）