β钛合金拥有高的比强度、、断裂韧性、、优良的淬透性。。。这类合金的典型代表有TB2（Ti-5V-5Mo-8Cr-3Al）、、TB3（Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al）、、TB5（Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al）、、TB6（Ti-10V-2Fe-3Al）、、TB8（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si）、、TB9（Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr）和Ti55531（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr）等[1]。。。在这些合金中，，当选取的加工前提相宜时，，TB6能够获得最佳的强度、、韧性和高周委顿强度匹配[2-4]。。。同时，，合金固溶处置后拥有中等强度、、优良的塑性、、焊接性及冷成型性。。。固溶后再经时效处置，，可获得极度高的强度，，充分阐扬了其可热处置强化的特点，，可用于制作强度要求高的零部件。。。

TB6钛合金通过热处置可获得4%～10%的伸长率、、1100～1400MPa的抗拉强度。。：：：辖鹩涤邢啾涔痰亩嘌，，因而热处置制度显得尤为重要[5]。。。随着资料机能要求的提高，，最单一并易实现的蹊径就是通过调整钛合金的热处置制度，，以获得最佳的强度和塑性匹配，，满足工程使用要求。。。刘彬等[6]钻研批注，，多重热处置能够显著提高合金的塑性和断裂韧度，，而对强度的影响不大。。。鉴于此，，本钻研在GJB1538A—2008中划定的通例固溶时效处置基础上进行工艺参数调整，，同时与退火+固溶/时效的热处置制度进 行对比，，以分析热处置方式、、固溶/时效温度对合金的相组成及室温拉伸机能的影响。。。总结了热处置对TB6钛合金组织及机能的影响法规，，实此刻不降低合金强度的情况下提高合金的塑性，，可为改善大型结构件的力学机能提供参考。。。

1、、尝试资料及步骤

1.1尝试资料

尝试用TB6钛合金铸锭选取1t真空自耗电弧炉3次熔炼出产，，表1为TB6钛合金的化学成分。。。

对表1中的数据分析可知，，TB6钛合金的化学成分切合GJB1538A—2008的要求。。。铸锭经多火次铸造成φ90mm规格棒材。。。选取金相法测定该批合金的相变点，，（α＋β/β）相变点为810～815℃。。。TB6棒材的宏观组织与微观组织如图1所示。。。由图可见，，宏观组织均匀、、无清澈晶；；；微观组织由弥散散布的等轴初生α相与β转变组织组成。。。

1.2尝试步骤

将TB6钛合金棒材别离进行分歧尝试规划的热处置，，钻研热处置后合金组织和机能的变动。。。表2为TB6钛合金棒材的热处置工艺制度。。。金相试样侵蚀剂成分为10%草酸饱和溶液+3%氢氟酸+87%H2O（原子分数）。。。显微组织观察在OLYMPUS/PMG3型光学显微镜上进行；；；室温拉伸机能测试选取INSTRON型电子全能尝试机实现。。。

2、、了局与会商

2.1热处置对显微组织的影响

凭据GJB1538A—2008中TB6钛合金棒材的热处置制度要求：：：在相变点以下30～60℃领域内进行固溶加热，，保温1～2h，，水冷；；；在510～560℃领域内时效，，保温功夫不少于8h，，空冷。。。本钻研在此基础上，，结合TB6的相变点，，钻研了固溶温度、、时效温度对其组织和力学机能的影响。。。为了提高合金室温机能，，拔取在相变点以下20～30℃的退火预处置再固溶/时效热处置制度。。。拔取这个温度进行退火处置，，重要是为了保留α_p相，，提高合金的塑性。。。

规划a1、、a2、、a3、、b1均选取的是通例固溶/时效制度，，合金在相变点以下30～60℃固溶处置，，能够使β相中铁和钒富化（因而β相调换加不变）并使初生α相的体积分数达到与该固溶温度相当的平衡值β。。；；；宓脑俳峋Ъ八婧缶Я３ご蠊淌腔郝腫7]，，但初生α相的调整则很迅速。。。在固溶过程中，，在保留绝大部门β相的同时，，有可能出现少量的诱发马氏体α''相和淬火ω相。。。α''拥有正交点阵结构，，固溶处置温度越高，，出现的可能性越大。。。TB6钛合金由于β相中的Fe和V富化到足以使Ms降低到室温以下，，将不会产生马氏体转变。。。选取X射线衍射结构分析得出，，在750～790℃固溶温度淬火后的相组成为β+α+少量α''+微量ω[4]。。。520℃时效过程中产生β→β+α转变，，只有有一个次生α（α_s）片在位错、、晶粒天堑或其他晶粒缺点处形成，，在这个α_s片左近的β基体中，，α_s相的形核几率就大大增长。。。首先形成一束一束的α_s相片，，随着保温功夫的耽搁或时效温度的升高，，这些α_s相片束长成一体，，出现一种极度均匀的散布，，通例固溶处置后显微组织如图2（a0）所示，，可见合金在固溶处置后为α+β两相组织，，在β晶粒内部门布着大量初生α相颗！
！！。。固溶/时效处置后的组织如图2（a1）、、（a2）、、（a3）和（b1）所示，，可见，，经时效处置后，，基体β相内散布着时效析出的藐小的α_s相。。。对比图2（a1）、、（a2）与（a3），，能够看出随着时效温度的升高，，析出的α_s相较为粗壮，，出现条状相。。。重要原因是随着时效温度升高，，α_s相析出过程的长大速度加快，，使得析出的α_s相长大粗化，，且散布不均匀。。。

对比图2（a2）和图（b1）可知，，合金在相变点以下固溶再时效处置后，，随固溶温度升高，，原始β晶粒尺寸长大不显著。。。重要是合金在（α＋β）/β转变温度（相变点）下，，由于α_p相的存在，，可能限度再结晶后β晶粒的长大，，即由于α_p相的钉扎作用，，限度了再结晶后β晶粒的长大[8]。。。但随着固溶温度升高，，α_p相削减，，析出的α_s相增长，，强化相藐小且散布均匀。。。规划c1选取退火+固溶/时效热处置，，退火后的组织如图2（c0）所示，，退火+固溶/时效后组织如图2（c1）所示。。？Ｄ芄豢闯：：：合金退火后为α+β两相组织，，即β基体上散布着大量α_p相。。。规划a1、、a2、、a3、、b1与c0相比，，退火+固溶/时效后（规划c1），，β基体的晶粒尺寸不均匀，，大部门的原始β晶粒较粗壮，，部门地位较藐小，，α_p相含量较多，，时效析出的α_s相尺寸较大，，且散布不均匀。。。

2.2热处置对棒材室温拉伸机能得影响

TB6合金经分歧热处置后的室温力学机能见图3。。。对譬喻案a1、、a2与a3可知，，随着时效温度的升高，，合金的抗拉强度降低，，从1265MPa降至1171MPa，，但合金的塑性升高，，伸长率从12%升至14%，，断面收缩率从46%升至59%。。。重要原因是，，随着时效温度的升高，，从β基体中析出的α相粗化，，未沉淀区面积增大，，晶界、、晶内网状物析出景象减轻或解除，，所以合金的塑性增长[9-10]。。。但同不断效析出的α相（α_s）粗壮且散布不均匀，，强化成效降低，，因而合金的强度降低。。。

对譬喻案a2与b1可知，，合金在（α＋β）/β转变温度（相变点）下进行固溶处置，，随着固溶温度的升高，，合金再经时效处置后的抗拉强度升高，，从1185MPa升至1203MPa，，塑性略有降落，，伸长率变动不大，，断面收缩率从57%降至53%。。。这是由于随着固溶温度升高，，原始β晶粒尺寸变动不大，，但合金组织中α_p相削减、、强化相增长，，宏观阐发出强度显著提高，，塑性降落的景象。。。

由规划c1与a1、、a2、、a3、、b1对比可知，，合金的抗拉强度降低，，抗拉强度由1265MPa降至1179MPa，，但合金的塑性升高，，伸长率变动不大，，断面收缩率从46%增到61%。。。这重要是由于合金退火后组织中存在大量α_p相，，时效后阐发出优异的塑性。。。但同时由于形核析出相，，在随后的时效处置后，，先析出的相持续长大，，并削减了低温时的相形核，，从而使最终析出的相析出不均匀[11]，，尺寸较大。。。因而，，弥散强化作用减小，，合金的强度降低。。。

3、、结论

（1）合金在相变点以下进行固溶/时效处置，，随着时效温度的升高，，析出的α_s相粗化且散布不均匀，，合金的强度降低而塑性升高。。。

（2）合金在相变点以下进行固溶/时效处置，，随着固溶温度的升高，，α_p相削减，，析出的α_s相藐小且散布均匀，，合金的强度升高。。。

（3）退火后再进行固溶/时效，，α_p相含量增长，，α_s相不均匀，，合金的塑性显著提高，，而对强度的影响不大。。。

参考文件:

[1] 《中国航空资料手册》编纂委员会 ． 中国航空资料手册 [M]．北京：：：中国尺度出版社，， 2002．

[2] 鲍如强，， 黄旭，， 黄利军 ．Ti-10V-2Fe-3Al 合金热工艺的钻研[J]． 罕见金属，， 2005 ，， 29(2) ：：： 214-218．

[3] Terlinde G ，， Fischer G．Titanium 95 science and technology [C]// Birmingham ：：： The Institule of Mateials ，， 1996．

[4] 沙爱学，，王如庆，，李兴无 ． 航空用高强度结构钛合金的钻研及利用 [J]． 罕见金属，， 2004 ，， 28(1) ：：： 239-242．

[5] 黄利军，，鲍如强，，黄旭，，等 ．Ti-1023 钛合金细晶化和组织节制工艺钻研 [J]． 罕见金属，， 2004 ，， 28(1) ：：： 54-57．

[6] 刘彬，，黄旭，，黄利军，，等 ．TB6钛合金多重固溶时效热处置工艺钻研 [J]． 罕见金属，， 2009 ，， 33(4) ：：： 489-493．

[7] Bhattacharjee A ，， Bhargava S ，， Varma V K ，， et al．Effect of βgrain size on stress induced martensitic transformation in βsolution treated Ti-10V-2Fe-3Al alloy [J]．Scripta Materialia ，，2005 ，， 53 ：：： 195-200．

[8] 张维，，王凯旋，，王涛，，等 ．Ti-1023 钛合金在飞机上的利用钻研[C]// 北京：：：中国航空工业总公司，， 1994．

[9] 王晶，，韩洪武，，阎彩文 ． 热处置对 TB5 板材组织和机能的影响[J]． 罕见金属资料与工程，， 2008 ，， 37(Z3) ：：： 671-673．

[10] 李国庆 ．β21S 钛合金板材热处置钻研 [J]． 航空与航天，，2001 ，， 13(2) ：：： 15-17．

[11] 张贤明，，韩明臣，，倪沛彤，，等 ． 热处置对 TB3钛合金棒材组织和机能的影响 [J]． 钛工业进展，， 2010 ，， 27(6) ：：： 30-33．