固溶-時效對TC4鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

任馳強(qiáng)，丁一明，李佳佳，張?jiān)圃疲瑥埥?/p>

（1.西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710201；2.鈦合金加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，陜西 西安 710201）

鈦及鈦合金因具有密度小、強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)，被譽(yù)為“二十一世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”，在航空、航天、艦船、石油、生物醫(yī)學(xué)等方面都有廣泛的發(fā)展前景［1～3］。鈦及鈦合金雖然擁有巨大的市場，但是鈦原材料及加工成本偏高，難以大面積推廣應(yīng)用，目前主要用于航天、深海等高科技領(lǐng)域，所以也被譽(yù)為“空間金屬”和“深海金屬”。在鈦合金中，TC4鈦合金是被應(yīng)用最廣泛的，在不同的領(lǐng)域使用對其性能要求也是不一樣的，性能改善主要通過鍛造和熱處理，本文主要討論熱處理對TC4性能的改善。張豪胤、徐堅(jiān)等人對TC4固溶-時效進(jìn)行了研究，探明了最佳的時效溫度，但對固溶溫度及時效時間未進(jìn)行系統(tǒng)的研究［4～7］。

熱處理工藝對顯微組織有很大影響，而顯微組織很大程度決定了材料的力學(xué)性能和使用性能［8，9］。本文對TC4鈦合金在不同條件下進(jìn)行固溶-時效研究，參照AMST4965M標(biāo)準(zhǔn)及相變點(diǎn)，探究固溶溫度、時效溫度及時效時間對TC4鈦合金力學(xué)性能的影響，以及不同拉伸速率對力學(xué)性能的影響。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

為確保鈦合金成分均勻，試驗(yàn)選用0級海綿鈦，采用三次真空自耗電弧爐熔煉，制得Φ720 mm的TC4鈦合金鑄錠，其成分見表1。

表1 TC4鑄錠化學(xué)成分 %

鈦合金熱處理制度的確定，相變點(diǎn)是重要的參考數(shù)值，對相變點(diǎn)溫度Tβ的測定有多種方法，如：金相法、差熱分析法、計(jì)算法等，采取多種測量法可以提高相變點(diǎn)的準(zhǔn)確性［10，11］。……