分析了兩相區(qū)(α+β)等溫溫度和時(shí)間對TC4鈦合金組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示，在相同等溫時(shí)間內(nèi)，溫度越高，片層α向β組織的轉(zhuǎn)變越充分，組織越均勻細(xì)小，合金的強(qiáng)度和塑性上升。在同一等溫溫度下，隨時(shí)間延長，α相不斷溶入β相，而在等溫后期發(fā)生了逆轉(zhuǎn)變。逆轉(zhuǎn)變使合金的強(qiáng)度下降，斷面收縮率和伸長率上升。

　　作為一種廣泛應(yīng)用的鈦合金，TC4有著很多優(yōu)異的性能。然而由于鈦的同素異晶體比容差小，彈性模量小，導(dǎo)熱性差等原因，在高溫加熱時(shí)容易引起熱應(yīng)力、組織過熱過燒等缺陷，而且很難通過熱處理方法將其消除。這樣，嚴(yán)格控制鈦合金成型前的加熱條件就變得十分必要，本文通過控制幾個不同加熱溫度和保溫時(shí)間，分析了加熱工藝參數(shù)對鍛態(tài)鈦合金組織的影響規(guī)律及其對力學(xué)性能的影響。

　　1、試驗(yàn)材料及方法

　　本試驗(yàn)所用的材料為TC4合金鍛態(tài)棒料，圖1(a)為鍛后的原始顯微組織，圖1(b)為原始晶粒度，由圖1中可以看出組織為粗大的魏氏組織，原始晶粒十分粗大，平均晶粒直徑在300μm左右。

　　從鍛態(tài)棒料上取樣，將試樣按照表1工藝進(jìn)行熱處理。微觀組織在OLYMPUSGX3光學(xué)金相顯微鏡下進(jìn)行觀察分析，金相試樣所用的腐蝕劑為HF+HNO3+H2O，體積比為1：3：7。力學(xué)性能采用INSTRON8501電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試。

　　TC4鈦合金鍛后原始組織

　　圖1 TC4鈦合金鍛后原始組織(a)及晶粒尺寸(b)

　　表1 TC4鈦合金熱處理工藝

　　TC4鈦合金熱處理工藝

　　3、結(jié)論

　　1)鍛態(tài)TC4合金在兩相區(qū)加熱，隨等溫溫度升高，片層狀的α相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;相，溫度越高，轉(zhuǎn)變的組織越均勻細(xì)小。

　　2)950℃等溫時(shí)，隨著等溫時(shí)間的延長，α相先溶解而后又從β相中析出，發(fā)生了逆轉(zhuǎn)變，形態(tài)也由原來的層片狀轉(zhuǎn)變?yōu)殚L條狀或塊狀，并隨時(shí)間的延長逐漸長大。

　　3)在兩相區(qū)一定的等溫時(shí)間內(nèi)，隨等溫溫度升高，合金強(qiáng)度和塑性增加。時(shí)間過長，發(fā)生逆轉(zhuǎn)變，合金強(qiáng)度下降，塑性上升。

　　4)在固溶加熱過程中選擇合適的加熱溫度和時(shí)間可以改變組織形態(tài)和α相數(shù)量。