烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响

王琪，阳文豪，许艳飞，王斌，易丹青

(1. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083；2. 湘潭大学 机械工程学院，湘潭 411105；3. 航天材料及工艺研究所，北京 100076)

烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响

王琪1,3，阳文豪2，许艳飞2，王斌1，易丹青1

(1. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083；2. 湘潭大学 机械工程学院，湘潭 411105；3. 航天材料及工艺研究所，北京 100076)

采用氢化脱氢TA15钛合金粉末为原料，通过模压成形与真空烧结及进一步热等静压(hot isostatic pressing, HIP)处理，制备TA15钛合金，对烧结合金及其热等静压后的组织形貌与拉伸性能进行分析与测试，研究成形压力及烧结温度对该合金组织与性能的影响。结果表明，随压制压力增大或烧结温度升高，烧结体的抗拉强度和伸长率都提高。热等静压后晶粒趋于球化，抗拉强度提升不明显，伸长率提升较显著。压制压力为700 MPa，烧结温度为1 300 ℃时，烧结合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值，分别为1 050 MPa和2.81%。经HIP处理后合金的抗拉强度最高达到1 170 MPa，最大伸长率为5.6%。

TA15钛合金；粉末冶金；热等静压；烧结工艺；显微组织；拉伸性能

TA15钛合金是一种典型的高温近α钛合金，综合性能良好，具有较高的屈强比、较好的室温及高温强度以及良好的热稳定性与焊接性能[1−3]，广泛用于飞机机身及发动机的制造[4]。粉末冶金工艺广泛应用于生产对致密度、力学性能要求不高的钛合金部件[5−7]，成形压力与烧结工艺对产品质量有重要影响。随烧结温度升高，Ti-32Zr-2Sn-3Mo-15Nb 合金的致密度和抗拉强度增大，合金中 Ti-Nb-Zr-Mo 固溶体含量减少，固溶体尺寸减小[8]，在1 100~1 150 ℃烧结时合金具有较高的致密度和抗压强度；张丰收等[9]的研究表明，随着压制压力从90 MPa增加到375 MPa，Ti-Al 合金的总孔隙率发生从急剧减小到缓慢减小的变化，孔隙形貌也有所变化。热等静压(hot isostatic pressing，HIP)技术能消除材料内部的孔隙，获得均匀、细小、致密的组织，从而提高材料的性能[10−11]；还可避免用铸造的方法产生的宏观偏析，适用于制备航天器等对组织与性能要求较高的部件[12]。陈建彬等[13]对Ti6242合金铸件进行热等静压处理后，消除了缩松缩孔等缺陷，合金的抗拉强度提高9.2%，伸长率提高13%。KIM[14]研究发现热等静压能提高材料的抗蠕变性能。目前有关粉末冶金TA15钛合金的热等静压研究较少，其成形与烧结工艺参数对组织和性能的影响不明确。因此，本文作者采用模压成形与真空烧结+热等静压的方法制备粉末冶金TA15钛合金，研究成形压力与烧结温度等对该合金的微观形貌、组织及力学性能的影响，为后续热处理等研究提供指导。

1 实验

所用原料粉末为航天材料及工艺研究所提供的氢化脱氢TA15钛合金粉末，平均粒度为40 um。该合金的理论密度为4.45 g/cm3，表1所列为TA15钛合金粉末的成分，图1所示为该粉末的金相显微组织。

称取100 g TA15钛合金粉，在四柱液压机上压制成形，成形压力分别为500，600和700 MPa，保压30 s，圧坯尺寸为80 mm×100 mm×15 mm。压坯在真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度分别为1 100，1 200和1 300 ℃，保温3 h。对烧结后的TA15钛合金样品进行热等静压，热等静压制度：温度930 ℃，压力140 MPa，保温2 h，随炉冷却至300 ℃以下出炉。

表1 TA15钛合金粉末的化学成分Table 1 Composition of TA15 titanium alloy powder

图1 TA15钛合金粉末的显微组织Fig.1 Microstructure of the TA15 titanium alloy powder

采用阿基米德排水法测定TA15钛合金粉末压坯与烧结合金的密度。用德国产Leica DMILM HC金相显微镜观察合金的显微组织，制备金相试样的腐蚀剂为Kroll试剂(VHF:VHNO3:V蒸馏水=3:6:91)；采用万能电子拉伸试验机，按照国家标准GBT228—2002进行拉伸试验，每种状态下的合金取5个试样进行试验，取平均值，用Sirion 200场发射扫描电镜观察合金的拉伸断口形貌。

2 结果与分析

2.1 压坯密度

图2所示为压制压力对TA15钛合金粉末压坯密度与烧结密度的影响。压制压力为零时，压坯的密度即为粉末的振实密度。从图2可看出，压坯的相对密度随压制压力增大而增加，当压力为700 MPa时压坯相对密度达到78.2%。粉末压制成形主要经过粉末颗粒重排和塑性变形这2个阶段[15]。当压制压力很小时，主要以颗粒重排为主，颗粒间的相互填充程度增大，接触面积增加，大大减小搭桥效应，从而有效地消除孔隙[16−18]。当压力较高时，粉末发生塑性变形，颗粒间相互贴合，大颗粒部分发生破碎、捏合在一起，粉末致密化程度明显提高。与此同时，粉末粒度分布变宽，郎利辉等[19]发现粉末粒度分布越宽，致密化程度越高。与此同时，粉末体继续以细颗粒为主体进行重排。因此压制压力越大，圧坯的致密度越高。

图2 压制压力对压坯密度的影响Fig.2 Effect of press pressure on the relative density of compacts

2.2 烧结密度

图3所示为烧结温度与压制压力对TA15钛合金烧结密度的影响。由图可见，烧结密度随烧结温度升高而增大，在压制压力为700 MPa、烧结温度1 300 ℃条件下获得最高烧结密度，达到4.28 g/cm3，相对密度为96.2%。烧结温度较低时(1100~1200 ℃)，随温度升高，密度变化较小。温度较高时(1200~1300 ℃)，升高温度，烧结体密度有较明显的提高。这主要是因为温度较高时，烧结体的扩散类型更多，扩散活跃程度更高[20]，因此与较低温度段相比，在较高温度段提高烧结温度所产生的致密效果更显著。烧结体密度随压制压力增大而增大，当压制压力较小时，升高温度，烧结体密度变化较小，当压制压力较大时，升高温度导致烧结体密度明显增大。这主要是由于压坯密度很低时，粉末颗粒与颗粒间的间隙较大，烧结过程中原子需要扩散较远的距离；压制压力较大时，压坯较致密，原子所需要扩散的距离较短，因此烧结体致密度随温度升高而明显增大。

图3 烧结温度与压制压力对烧结密度的影响Fig.3 Effects of sintering temperature and press pressure on the sintering density

2.3 孔隙形貌

图4 烧结温度对孔隙形貌及尺寸的影响Fig.4 Effect of sintering temperature on the morphology and size of pores (at press of 700MPa) of TA15 titanium alloy (a) 1 100 ℃; (b) 1 200 ℃; (c) 1 300 ℃

图4 所示为压制压力为700 MPa时，烧结温度对烧结体的孔隙形貌的影响。由图可见，随烧结温度升高，烧结体孔隙数量减少，孔隙逐渐球化。在1 100 ℃烧结后孔隙尺寸较大，孔隙有较多棱角：在1 200 ℃烧结时，孔隙变小，棱角变少；在1 300 ℃烧结时，孔隙更小，为近球形，闭孔隙较多，经测试，烧结体致密度达到90%以上。据相关文献可知，在1300 ℃时V在β钛中的扩散速度(2×10−11m2/s)远远大于钛的自扩散速度(2.5×10−12m2/s)[21]。因此在1300 ℃下烧结后烧结体内部孔隙显著减少，致密度提高。另一方面，由于烧结过程中密度增大主要发生在烧结颈长大阶段，而烧结颈长大需要大量的原子扩散，对温度依赖较高，也就不难理解为什么孔隙随烧结温度提高而减小。随着原子进一步扩散，烧结体的表面能降低，因为球形孔隙的烧结体具有最小的表面能，因而孔隙趋于球化[19]，同时通孔减少。在等温扩散中，温度越高，原子扩散加剧，因此在1 300 ℃烧结的试样比1 200℃烧结的试样具有更小、更趋于球形的孔隙，封闭孔隙也更多。

2.4 力学性能

图5所示为烧结温度和压制压力对烧结合金拉伸性能的影响。由图可见，压制力越大，合金的抗拉强度和伸长率越高；随烧结温度升高，抗拉强度和伸长率都提高，只是当压制力为700 MPa时，抗拉强度提高不明显，最高抗拉强度为1 050 MPa。这可能是因为虽然烧结体致密度提高，但温度升高，导致晶粒长大。在1 200 ℃以上温度烧结时，所有样品的抗拉强度随烧结温度升高而提高的幅度都变小。压制压力较低时，随烧结温度升高，烧结体的抗拉强度提升较多，伸长率的提升幅度较小。压制压力较大时，升高温度，烧结体的抗拉强度提升较少，伸长率提升较多。压制力为700 MPa时，伸长率随烧结温度升高提高较快，但伸长率仍然较低，1 300 ℃下烧结的合金伸长率仅为2.81%。

图5 烧结温度对烧结体拉伸性能的影响Fig.5 Effect of sintering temperature on the tensile properties of TA15 titanium alloy

烧结温度从1 100 ℃升高到1 300 ℃，材料的伸长率增幅较大，从1.32%增加到2.81%。这是因为烧结体密度提高以及内部孔隙球化，减少了应力集中，因此伸长率增加。压制压力为600 MPa时，1 300 ℃下烧结的抗拉强度低于1 200 ℃下的抗拉强度，可能是由于晶粒粗化导致性能下降。LI等研究发现当烧结温度高于某一温度时，随烧结温度升高，晶粒迅速长大[22]。

图6所示为压制压力为700 MPa、烧结温度分别为1 100，1 200和1 300 ℃条件下制备的TA15钛合金拉伸断口SEM形貌。由图6(a)可见1 100 ℃下烧结的合金断裂方式为穿晶断裂，裂纹横穿整个α-Ti平行片束区，黑色的宽板条组织是被拉断的α-Ti片层相，白色细条是α-Ti片层之间的β-Ti相中间层。撕裂棱上有很少量的小尺寸韧窝，表现为脆性断裂，所以合金的伸长率很低。图6(b)所示断口形貌与图6(a)基本相同，1 200 ℃下烧结的合金断裂方式仍是穿晶断裂较多，裂纹横穿α-Ti片层，只是有很多气孔存在，撕裂棱上的韧窝有少量增加。在拉伸过程中，α-Ti片束团表现出很好的方向性。从图6(d)可见1 300 ℃下烧结的合金拉伸断口孔隙较多，有较多的小尺寸韧窝以及二次裂纹存在。宏观表现出脆性断裂，但从微观观察存在较多的小韧窝，所以合金的伸长率较1 100 ℃和1 200 ℃下烧结的合金更好。

2.6 HIP致密化

图7所示为热等静压致密化处理对TA15钛合金力学性能的影响。由图可见，烧结体经热等静压处理后，抗拉强度和伸长率都有所提高。600 MPa和700 MPa压力下制备的压坯在1 300 ℃烧结后经HIP处理后具有最高的抗拉强度，约为1 170 MPa。在500 MPa压力下压制成形、在低于1 200 ℃温度下烧结的合金，经HIP处理后伸长率不变，在其余温度下烧结时，热等静压处理对合金的性能有较大改善。600 MPa压力下压制成形、1 300 ℃烧结的合金，经HIP处理后伸长率仍有增加，但比1 200 ℃下烧结的样品经HIP处理后的伸长率低。在成形压力为700 MPa、烧结温度为1 300 ℃条件下制备的TA15钛合金，经HIP处理后伸长率达到最大，为5.6%，HIP处理使其伸长率提高99.3%。

图6 不同温度下烧结的TA15钛合金拉伸断口SEM形貌Fig.6 SEM images of tensile fracture surface of TA15 titanium alloy sintered at different temperatures (a) 1 100 ℃; (b) 1 200 ℃; (c), (d) 1 300 ℃

图7 HIP处理对TA15钛合金力学性能的影响Fig.7 Effect of HIP treatment on the mechanical properties of Ta15 titanium alloy

图8 所示为热等静压对不同温度下烧结的TA15钛合金显微组织的影响(压制压力为700 MPa)。由图可知：经热等静压致密化处理后的组织，仍保持粗大的魏氏体组织，这主要是因为热等静压致密化处理是在(α+β)两相区进行的，冷却方式仍是随炉冷却，其冷速很慢。缓慢冷却过程中，α相开始在晶界上析出和长大，形成魏氏组织。此外，可以看出，经过热等静压处理后，β晶粒明显长大，晶界处的α片层簇的一些部位的厚度增加(见图8(b2))，而另一些部位已经溶解、消失，显示出不连续形貌(如图8(a2))。 随着HIP温度的提高，晶界α相逐步球化，呈现出六边形特征(如图(见图8(c2))。郎利辉等[19]研究发现，粒度较大的粉末经过热等静压后，颗粒边界趋于平直，边界与边界的夹角趋于均匀的120°，他们认为这种高温下的平直的晶界类似于晶粒长大，都是出于减小表面积的需要。烧结和热等静压致密化处理经过炉冷，容易造成晶粒组织粗大，α相片层厚度增大(如图8(c2)所示)。

图8 烧结与HIP处理后的TA15钛合金金相组织Fig.8 Microstructures of TA15 titanium alloy after sintering and HIP treatment (a1) 1 100 ℃ sinter; (a2) 1 100 ℃ sinter+HIP treatment; (b1) 1 200 ℃ sinter; (b2) 1 200 ℃ sinter+HIP treatment (c1) 1 300 ℃ sinter; (c2) 1 300 ℃ sinter+HIP

经HIP处理后合金的抗拉强度提高，这是由于HIP处理使材料进一步致密化，内部孔隙进一步减少，但总体来说提升幅度不大。经HIP处理后，合金的伸长率大幅提升，这一方面可能是因为孔隙数量减少，增大了有效承载面积[23]。另一方面是因为通孔数量减少，孔的形貌更加圆滑，减少了应力集中，从而提高塑性变形的协调能力。

3 结论

1) 以TA15钛合金粉末为原料，在压制压力为500~700 MPa、烧结温度为1 100~1 300 ℃条件下制备TA15钛合金，压坯密度随压制压力增大而增大。烧结密度随烧结温度升高而提高，随成形压力增大而增大。

2) 在烧结温度为1 100~1 200 ℃、压制压力为500~700 MPa条件下，随压制压力增大或烧结温度升高，烧结体的抗拉强度和伸长率都增加。但压力达到700 MPa时，提高烧结温度对烧结体性能影响较小。在成形压力和烧结温度分别为700 MPa和1 300 ℃条件下制备的TA15钛合金具有最高的抗拉强度和最大的伸长率，分别为1 050 MPa和2.81%，相对密度高达96.2%。

3) HIP致密化处理使TA15钛合金烧结体的抗拉强度和伸长率都提高，抗拉强度提高不如伸长率明显。在700 MPa压力和1 300 ℃烧结温度下制备的合金，经HIP处理后，伸长率为5.6%，比处理前提高99%。

REFERENCES

[1] 王琪, 钱锋, 易丹青, 等. 粉末冶金TA15钛合金高温塑性变形加工图[J]. 稀有金属材料与工程, 2013, 42(9): 1854−1858.

WANG Qi, QIAN Feng, YI Danqing, et al. Processing map of powder metallurgy TA15 titanium alloy for high temperature plastic deformation[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2013, 42(9): 1854−1858.

[2] 王昉, 缪强, 梁文萍, 等. 热处理对TA15钛合金摩擦磨损性能的影响[J]. 材料热处理学报, 2015, 36(增1): 91−95.

WANG Fang, MIAO Qiang, LIANG Wenping, et al. Effect of heat treatment on tribological properties of TA15 alloy[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2015, 36(Suppl 1): 91−95.

[3] 席兵, 巨建辉, 王静. TA15钛合金超塑性变形时的组织演变[J]. 稀有金属, 2014, 38(2): 328−333.

XI Bing, JU Jianhui, WANG Jing. Microstructure evolution of TA15 alloy during superplastic deformation[J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2014, 38(2): 328−333.

[4] 王清, 徐然, 孙东立. 氢处理对TA15钛合金焊缝组织和性能的影响[J]. 焊接学报, 2008, 29(10): 17−20.

WANG Qing, XU Ran, SUN Dongli. Effect of hydrogen treatment on microstructure and properties of weld metal in TA15 alloy[J]. Transactions of The China Welding Institution, 2008, 29(10): 17−20.

[5] 徐磊, 郭瑞鹏, 刘羽寅. 钛合金粉末热等静压近净成形成本分析[J]. 钛工业进展, 2014, 31(6): 1−6.

XU Lei, GUO Ruipeng, LIU Yuyin. Cost analysis of titanium alloy parts through Near-net-shape Hot-isostatic-pressing technology[J]. Progress in Titanium Industry, 2014, 31(6): 1−6.

[6] 王涛, 龙剑平, 杨绍利, 等. 钛及钛合金粉末近净成形技术研究进展[J]. 钛工业进展, 2015, 32(5): 7−12.

WANG Tao, LONG Jianping, YANG Shaoli, et al. Research progress of Near-shape forming technologies for titanium and titanium alloy powder[J]. Titanium Industry Progress, 2015, 32(5): 7−12.

[7] 郎利辉, 王刚, 布国亮. 钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究[J]. 粉末冶金工业, 2015, 25(3): 1−6.

LANG Lihui, WANG Gang, BU Guoliang. Study of numerical simulation and mechanical properties of hot isostatic pressed titanium alloy powder[J]. Powder Metallurgy Industry, 2015, 25(3): 1−6.

[8] 黄平军, 张玉勤, 蒋业华, 等. 放电等离子烧结温度对Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金微观组织和力学性能的影响[J].中国有色金属学报, 2013, 23(8): 2200−2205.

HUANG Pingjun, ZHANG Yuqin, JIANG Yehua, et al. Effect of spark plasma sintering temperatures on microstructure and mechanical properties of Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2013, 23(8): 2200−2205.

[9] 张丰收, 贺跃辉, 江垚, 等. 压制压力对多孔TiAl合金孔结构及过滤性能的影响[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2006, 11(4): 214−218.

ZHANG Fengshou, HE Yuehui, JIANG Yao, et al. Effect of pressing pressure on pore structure and filtering performance in porous TiAl alloy[J]. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2006, 11(4): 214−218.

[10] 陈浩泽, 党惊知. 热等静压对ZLSi7Cu2Mg合金组织和力学性能的影响[J]. 热加工工艺, 2015, 44(7): 67−69.

CHEN Haoze, DANG Jingzhi. Effects of hot isostatic pressing on microstructure and mechanical properties of ZLSi7Cu2Mg alloy[J]. Hot Working Technology, 2015, 44(7): 67−69.

[11] RONCERY L M, GALILEA I L, RUTTERT B, et al. Influence of temperature, pressure, and cooling rate during hot isostatic pressing on the microstructure of an SX Ni-base super alloy[J]. Materials & Design, 2016, 97(3): 544−552.

[12] 吴杰, 徐磊, 郭瑞鹏, 等. 粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金的制备及力学性能影响因素[J]. 材料研究学报, 2015, 29(2): 127−134.

WU Jie, XU Lei, GUO Ruipeng, et al. Preparation of γ-TiAl alloy from powder metallurgy route and analysis of the influence factors of mechanical properties[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2015, 29(2): 127−134.

[13] 陈建彬, 李九霄, 肖旅, 等. 热等静压处理对Ti6242合金铸件的组织和拉伸性能的影响[J]. 金属热处理, 2016, 41(2): 94−97.

CHEN Jianbin, LI Jiuxiao, XIAO Lü, et al. Effect of hot isostatic pressing on microstructure and tensile properties of Ti6242 alloy casting[J]. Heat Treatment of Metals, 2016, 41(2): 94−97.

[14] KIM K T, YANG H C. Densification behavior of titanium alloy powder during hot pressing[J]. Materials Science and Engineering A, 2001, 313(1/2): 46−52.

[15] 黄培云. 粉末冶金原理[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1982: 169−170.

HUANG Peiyun. Power Metallurgy Principle[M]. Beijing: Metallurgical Industry Press, 1982: 169−170.

[16] YANG C, NI S, LIU Y, et al. Effects of sintering parameters on the hardness and microstructures of bulk bimodal titanium[J]. Materials Science & Engineering A, 2015, 625(1): 264−270.

[17] 姚振华, 熊惟皓, 彭倩筠, 等. 压制压力及烧结温度对Fe-Cr-W-Ti-Y2O3合金组织与性能的影响[J]. 机械工程材料, 2011, 35(6): 4−7.

YAO Zhenhua, XIONG Weihao, PENG Qianyun, et al. Effects of pressing pressure and sintering temperature on themicrostructure and properties of Fe-Cr-W-Ti-Y2O3alloy[J]. Materials for Mechanical Engineering, 2011, 35(6): 4−7.

[18] 钱昭, 范景莲, 成会朝, 等. Mo-Zr合金烧结致密化行为及组织与性能研究[J]. 稀有金属材料与工程, 2013, 42(10): 2144−2148.

QIAN Zhao, FN Jinglian, CHENG Huichao, et al. Sintering densification behavior, microstructure and property of Mo-Zr alloys[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2013, 42(10): 2144−2148.

[19] 郎利辉, 王刚, 黄西娜, 等. 粉末粒度对热等静压法制备2A12铝合金组织与性能的影响[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2016, 21(1): 85−94.

LANG Lihui, WANG Gang, HUANG Xina, et al. Effect of powder size on microstructure and properties of 2A12 aluminium alloy prepared by hot isostatic pressing[J]. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2016, 21(1): 85−94.

[20] 翁启钢, 李瑞迪, 周立波, 等. 纯钛粉放电等离子烧结致密化的动力学与组织演变行为[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2015, 20(1):149−154.

WENG Qigang, LI Ruidi, ZHOU Libo, et al. Densification dynamics and microstructure evolution behaviors of spark plasma sintering of titanium powders[J]. Materials science and engineering of powder metallurgy, 2015, 20(1): 149−154.

[21] CHEN W, YAMAMOTO Y, PETER W H, et al. The investigation of die-pressing and sintering behavior of ITP CP-Ti and Ti-6Al-4V powders[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2012, 541: 440−447.

[22] LI Zhengyuan, LU Zheng, XIEe Rui, et al. Effect of spark plasma sintering temperature on microstructure and mechanical properties of 14Cr-ODS ferritic steels[J]. Materials Science and Engineering: A, 2016, 660: 52−60.

[23] 赵嘉琪, 杨伟光, 南海, 等. 热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响[J]. 材料工程, 2011(10): 42−46.

ZHAO Jiaqi, YANG Weiguang, NAN Hai, et al. Effects of hot isostatic pressing treatment parameters on mechanical properties of ZTC4 casting titanium alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2011(10): 42−46.

(编辑 汤金芝)

Effect of sintering process on microstructure and properties of powder metallurgy TA15 titanium alloy

WANG Qi1,3, YANG Wenhao2, XU Yanfei2, WANG Bin1, YI Danqing1
(1. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. School of Mechanical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China; 3. Aerospace Research Insititute of materials & Processing Technology, Beijing 100076, China)

TA15 titanium alloy was prepared by die forming and vacuum sintering and further treatment by hot isostatic pressing using TA15 alloy powder as raw materials. The microstructure and tensile properties of sintered alloy were analyzed and tested before and after HIP (hot isostatic pressing) treatment. The effects of forming pressure and sintering temperature on the microstructure and tensile properties of the alloy were studied. The results show that: the tensile strength and elongation of the sintered body increase with increasing the compacting pressure and sintering temperature. The grains tend to be sphericity after HIP treatment, the elongation of the sintered body increases obviously but the tensile strength increases slightly. The maximum tensile strength of 1 050 MPa and elongation of 2.81% can be obtained under the compacting pressure of 700 MPa and sintering temperature of 1300 ℃. The TA15 titanium alloy with the tensile strength of 1 170 MPa and elongation of 5.6% is obtained after HIP treatment.

TA15 titanium alloy; powder metallurgy; hot isostatic pressing; sintering parameters; microstructure; tensile properties

TG146.2+3

A

1673-0224(2017)03-321-08

国家自然科学基金资助项目(51401175)；湖南省自然科学基金资助项目(2015JJ3123)

2016−06−17；

2016−08−24

许艳飞，副教授，博士。电话：13507420924；E-mail: xuyanfei@xtu.edu.cn