【钛材料讯】钛及钛合金具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性，且密度仅为钢材密度的60%，是一种较好的减重材料。除航空航天领域外，兵器、舰船等领域也充分发挥钛合金轻质高强的特性设计制造相关部件。然而，目前我国在装甲防护领域尚没有成熟应用的钛合金材料。

  为此，新疆湘润新材料科技有限公司自主研制了一种新型装甲用低成本钛合金XRF001。王幸运等对该合金进行了不同制度的热处理，并与ATI425、ATI425-MOD（ATI425改进型）钛合金的组织和性能进行了对比，重点研究了XRF001钛合金的抗弹性能，并对其抗弹机理进行了初步探索。

1、合金成分

  与常规TC4钛合金相比，XRF001钛合金中去掉了昂贵的V元素，加入了Mo、Fe、O等低成本元素，合金元素总质量分数＜10%。

2、相变点

  XRF001钛合金为一种典型的α+β钛合金，相变温度为995℃。

3、试样制备方法

  将XRF001钛合金铸锭经开坯锻造、两相区轧制后，得到厚度为7.5mm的板材。再经不同制度热处理和表面处理，切割成7.5mm × 500mm × 600mm的标准靶板。具体热处理制备如下：

(1) 传统热处理(HT1) 650℃×1h/AC

(2) 双重热处理(HT2) 960℃×1h/AC+530℃×6h/AC

(3) 固溶＋时效(HT3) 960℃×1h/WC+530℃×6h/AC

4、对比试样的化学成分

ATI425合金

Al 3.5~4.5

V 2.0~3.0

Fe 1.2~1.8

O 0.2~0.3

ATI425-MOD合金

Al 4.5~5.5

V 1.0~2.0

Fe 1.0~2.0

Cr 0.5~1.5

O 0.2~0.3

显微组织

  XRF001钛合金经普通退火（HT1）后（左图），组织由拉长的初生α相和片层α相组成；经双重退火（HT2）后（右图），由于一次退火温度较高，初生α相明显减少，经二次退火后保留了部分等轴α相，其余为针状α相。

力学性能

  经普通退火后(HT1)，XRF001钛合金的综合性能相对更好。经双重退火后(HT2)，XRF001钛合金板材的抗拉强度较普通退火后有所升高，表面硬度较高，但塑性明显降低，延伸率仅为12.5%；经固溶时效处理后(HT3)，XRF001钛合金的抗拉强度达到1356MPa，并拥有较高的表面硬度，但固溶处理后板型较差，低温时效难以校平，且塑性、冲击性能明显下降。考虑到工程化应用的便捷性，推荐选择普通退火和双重退火工艺。

抗弹性能

  经普通退火(HT1)和双重退火(HT2)后XRF001钛合金靶板经射击后正面和背面的宏观形貌如下图。由图a、b可以看出，经过5发子弹射击后，普通退火态靶板正面弹坑完整，背面无裂纹，防护等级达到2级（合格损伤），正面平均弹坑深度约为1.1mm，背凸为0.4mm，防护效果较好。由图c、d可以看出，双重退火态靶板正面弹坑完整，但背面存在裂纹，防护等级为4级（合格损伤），正面平均弹坑深度小于退火态，约为0.8mm，背凸为0.4mm。与双重退火相比，普通退火后XRF001钛合金板材的抗弹性能更为优异。

结  论

(1)ATI425-MOD和XRF001钛合金具备较好的防7.62mm钢芯弹的抗弹性能，均明显优于ATI425钛合金。

(2)普通退火态XRF001钛合金板材的强度、塑性、冲击韧性和硬度匹配良好，抗弹性能优于双重退火态。

(3)普通退火态XRF001钛合金组织中拉长的片层状α组织能够改变绝热剪切带的延伸路径，有助于提高合金的抗弹防护等级。