Ti6242S鈦合金是美國(guó)Timet公司在上世紀(jì)70年代研制的一種高抗蠕變Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金，其名義成分為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si，國(guó)內(nèi)牌號(hào)為TA19。該合金的典型特點(diǎn)是具有高的蠕變抗力，最高使用溫度可達(dá)550℃，已被廣泛應(yīng)用于F414、F119、TＲENT800等先進(jìn)的軍用和民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，是550℃以下壓氣機(jī)盤和葉片的首選鈦合金材料。
熱處理制度對(duì)鈦合金的組織及力學(xué)性能有顯著的影響，尤其是固溶溫度的變化對(duì)鈦合金強(qiáng)度的影響顯著。另外，不同尺寸的試樣經(jīng)相同熱處理制度處理后其顯微組織也存在著差異。以往對(duì)Ti6242S鈦合金熱處理與性能的研究主要以小試樣熱處理為樣本，無(wú)損檢測(cè)主要以接觸法為主，研究人員首次對(duì)Ti6242S鈦合金Φ200mm大棒材進(jìn)行整體熱處理研究，并且首次對(duì)熱處理后的大棒材采用水浸探傷系統(tǒng)進(jìn)行超聲波探傷研究，以期為工業(yè)化生產(chǎn)Ti6242S鈦合金大棒材及熱處理工藝的制定提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)材料為某公司生產(chǎn)的Ti6242S鈦合金鑄錠，采用金相法測(cè)得其相變點(diǎn)為1010±5℃。Ti6242S鈦合金鑄錠經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛造后制成Φ200mm規(guī)格的棒材，將棒材沿長(zhǎng)度方向三均分，分別作標(biāo)記。再在其中一棒材上鋸切一段Φ200mm×25mm試樣，作標(biāo)記，并與三均分的另二段棒材進(jìn)行不同的熱處理試驗(yàn)，熱處理制度分別為：
Φ200mm×25：980℃/60min，風(fēng)冷+595℃/8h，空冷
Φ200mm×650：980℃/150min，風(fēng)冷+595℃/8h，空冷
Φ200mm×650：750℃/150min，空冷
熱處理后分別在各棒材的邊緣、1/2R處、心部取力學(xué)性能試樣和高倍試樣，進(jìn)行組織形貌觀察、室溫和高溫力學(xué)性能測(cè)試、蠕變性能測(cè)試以及超聲波無(wú)損檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）Ti6242S鈦合金大棒材熱處理過(guò)程中冷卻速度的差異，導(dǎo)致固溶時(shí)效態(tài)顯微組織中越靠近心部位置，等軸初生α相含量越高；退火態(tài)顯微組織中等軸初生α相含量較固溶時(shí)效態(tài)更高，且等軸化效果更好。
（2）與普通退火態(tài)的相比，固溶時(shí)效處理的Ti6242S鈦合金大棒材綜合性能匹配較好。
（3）Ti6242S鈦合金大棒材經(jīng)普通退火處理后高溫蠕變性能較差。
（4）固溶時(shí)效處理的Ti6242S鈦合金大棒材水浸探傷底波的均勻性略有提高，雜波可降低-2dB，而普通退火無(wú)此效果。