鈦合金作為當代飛機和航空發(fā)動機的重要結構材料之一，可有效提高航空發(fā)動機的推重比，特別是高強度耐熱鈦合金在這方面更突出。BT25合金屬于馬氏體型的α+β兩相鈦合金。該合金中含高熔點的元素W，大大提高該合金的熱強性，從而使得該合金的最高使用溫度（550℃）和工作壽命得到很大程度提高。據(jù)文獻報道：BT25合金在500℃以下工作時間可達6000h，在550℃可達3000h，是用于制造發(fā)動機壓氣機零部件的理想熱強鈦合金。
隨著大推比發(fā)動機型號的不斷發(fā)展，BT25合金發(fā)動機盤件的高溫使用壽命受到限制。不同合金元素含量對BT25合金的高溫性能的影響鮮有報道。鑒于此，研究人員通過采用等溫鍛造工藝，研究了Zr含量對BT25合金等溫鍛件組織及性能的影響。
試驗原材料為兩種不同成分的（α+β）相BT25合金棒材，合金采用真空感應+真空自耗熔煉工藝，規(guī)格為Φ270mm。合金Zr含量分別為3.86%、1.65%，含量均為質量百分數(shù)。采用金相法分別測得合金的（α+β）／β相變點分別為1025、1055℃。兩種合金初始組織分別為典型的雙態(tài)組織和等軸組織。
首先將兩種合金在α+β兩相進行改鍛，得到組織均勻、細小的兩相區(qū)組織；然后分別在α+β兩相區(qū)進行等溫鐓餅，加熱溫度控制在相變點下30℃，變形量控制為50%；最后進行熱處理。熱處理制度為：相變點下30℃保溫2h，AC；540℃×6h，AC。將熱處理后的合金試料進行加工，分別進行室溫和高溫拉伸強度、高溫熱穩(wěn)定、斷裂韌性等性能測試。利用顯微電鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）觀察合金的顯微組織及拉伸試樣斷口形貌。試驗結果表明：
?。?）采用等溫鐓餅工藝（溫度控制相變點下30℃，變形量控制50%），可充分破碎原始的晶粒，得到細小、均勻的α+β組織，提高了合金的組織均勻性。Zr含量的增加，促使金屬流線的形成，同時抑制了鍛后合金晶界α的形核及長大。
?。?）隨Zr含量的增加，BT25合金室溫拉伸強度提高了161MPa，500℃高溫拉伸強度提高了123MPa，550℃高溫拉伸強度提高了96MPa，熱穩(wěn)定強度提高了57MPa，斷裂韌性由68.9MPa.m1/2提高至85.5MPa.m1/2。
（3）通過提高合金中Zr元素含量，可有效提高BT25合金的高溫綜合性能，從而提升該合金的使用空間，對航空發(fā)動機的發(fā)展具有重要意義。