引言

钛因拥有低密度、、、高强度、、、优异的耐侵蚀性，以及优良的生物相容性，成为航空航天、、、轨道交通、、、医疗器械、、、化工设备、、、海洋工程和汽车制作等行业的梦想资料[1-2]。。TA15钛合金是一种近α型钛合金，与其他钛合金相比，拥有优良的焊接机能以及优良的加工机能，该合金焊缝区域的力学机能与母材相当，在复杂结构件的制作中拥有优势，且TA15钛合金能够通过多种加工步骤成形，如铸造、、、轧制和挤压等，便于制作复杂状态的零部件[3-4]。。

目前已有部门学者对TA15钛合金的退火工艺进行了钻研，如刘家涛等[5]钻研了退火温度对TA15钛合金显微组织和力学机能的影响；；曾菁等[6]钻研了退火对高Mo当量大型TA15钛合金锻件组织与拉伸机能的影响；；董少峥等[7]则钻研了退火温度对TA15钛合金高温与室温拉伸机能的影响。。固然已有部门学者对TA15钛合金的退火工艺进行钻研，但目前的退火温度通常以两相区温度为主，且重要钻研退火温度对微观组织以及力学机能影响，鲜有关于织构方面的钻研。。

故本文结合目前钻研近况，钻研TA15钛合金经分歧温度区间退火后的组织、、、织构以及拉伸机能拥有重要意思。。首先，这不仅能添补有关钻研领域的空缺，深入对TA15钛合金热处置机制的理解，还能为优化其加工工艺提供科学凭据；；其次，从工程利用的角度来看，相识退火温度对TA15钛合金组织、、、织构及拉伸机能的影响，有助于选择最佳的热处置参数，从而提高资料的综合机能，耽搁使用寿命，降低出产成本。。

1、、、试验资料及步骤

选用TA15钛合金板材作为钻研资料，相变点为993℃，具体化学成分如表1所示。。；诓獾玫南啾涞阄露，别离设计两相区温度(960℃、、、980℃)以及单相区温度(1000℃、、、1020℃)对TA15钛合金进行退火处置，退火功夫均为2h，具体加热温度以及加热功夫参数详见表2，其中AC代表合金加热实现后进行室温冷却。。

表1TA15钛合金板材成分(质量分数)

表2退火工艺规划

实现退火处置后，对TA15钛合金进行取样，别离对其组织以及室温拉伸机能进行观察与分析。。为保障测试与分析的一致性，所有试样的观察面以及拉伸试样均为板材的轧制方向(RD方向)。：：：辖鹁嘶鸫χ煤蟮奈⒐圩橹枘∈褂肙LYMPUS光学显微镜来观察，合金内部组织结构则选取SUPRA55场发射扫描电镜进行电子背散射衍射(EBSD)测试。。在INSTRON全能试验机上进行室温拉伸机能测试，为确保测试了局的正确性和靠得住性，从每组工艺中拔取3个试样进行测试，以均匀值作为该组工艺的拉伸机能指标。。

2、、、试验了局与分析

2.1微观组织

TA15钛合金经分歧温度退火处置后的微观组织描摹如图1所示，发现当经两相区温度退火处置后，见图1(a)和图1(b)，二者的组织均为双态组织，组织中蕴含初生α相以及次生α相，其中初生α相描摹以粗壮块状为主，并伴有肯定数量的等轴状描摹，而次生α相描摹则以藐小条状为主。。图1(b)相比于图1(a)，组织中初生α相体积显著减小、、、数量显著削减，且等轴化水平也有肯定水平增长，次生α相的数量则有显著增长但体积未出现显著增大。。随着退火温度升高，在加热过程中，组织中产生物相转变，α相向β相进行转变，加热温度增长则意味着更多的α相向β相进行转变，导致组织中初生α相含量不休削减；；当加热实现后，在冷却过程中β相向α相产生转变，但冷却速度较快导致新形成的次生α相来不及成长，最终形成藐小条状描摹。。

当合金经单相区温度退火处置后，见图1(c)和图1(d)，二者组织描摹类似度极高，组织中均形成显著的粗壮β晶粒，且在晶粒内部存在藐小条状次生α相。。在加热温度升高至单相区后，组织中初生α相齐全转变为β相。。β相是一种在较高温度下不变存在的相，拥有更高的原子自由度和较高的扩散速度。。在高温前提下，合金中的原子拥有较高的活动能力，它们更容易迁徙和重新分列，这种迁徙和重新分列会导致晶粒的长大，形成粗壮的β晶粒。。

2.2织构分析

TA15钛合金经分歧温度退火处置后，其内部组织描摹产生显著变动，但仅从组织描摹的变动无法深刻分析其内部晶体结构的变动，故对经分歧温度退火处置后的合金进行EBSD测试和表征分析。。由于钛合金的晶体结构为密排六方结构，其在塑性变形过程中重要是基面进行滑移，故对基面{0002}晶面的极图进行分析[8]。。

TA15钛合金经分歧温度退火处置后极图如图2所示，发现合金经两相区温度退火处置后，二者的极图有显著的变动趋向，退火温度为960℃时，组织拥有显著的T型织构，在退火温度升高至980℃时，组织出现近T型织构，取向集中方向起头产生变动，但发现图2(a)与图2(b)中的织构密度变动较小，别离为4.8和5.0。。当合金经单相区温度退火处置后，发现极图产生显著变动，此时极图出现出显著的R型织构，且织构密度显著增长至6.7。。随着退火温度持续升高至1020℃时，发现此时的极图与图2(c)靠近，同样出现出典型的R型织构，且织构密度为6.8。。

随着退火温度的升高，合金内部原子的活动能力加强，更容易迁徙和扩散，在退火过程中，组织中会产生物相转变，在相变过程中，原子重新分列和组合，导致织构类型变动，同时原子的重新散布和组合，使得原子间的间隙减小，从而导致密度增长。。

2.3室温拉伸机能

TA15钛合金经分歧温度退火处置后的室温拉伸机能如图3所示，发现退火温度为两相区温度时，合金强度随温度升高而增大，但是塑性不休降低。。在退火温度从两相区温度升至单相区温度时，合金强度进一步增大，而塑性则出现大幅度降低，当退火温度达到单相区温度后，持续升高退火温度，合金的强度与塑性未出现显著的变动。。其中在退火温度为960℃时，合金塑性机能最佳，此时合金的断后伸长率A为、、、断面收缩率Z为；；在退火温度为1020℃时，合金强度达到最大，此时抗拉强度屈服强度R_p0.2为950MPa。。

由图可知，在退火温度较低时，组织中初生α相含量较多，大量的初生α相提供了更多的滑移系，使得合金在受到外力作用时，可能通过各类滑移系进行塑性变形，进而吸收更多的能量，随着更多的能量被吸收，合金在受到拉伸并产生裂纹扩大时，可能越发有效地分散应力，延缓裂纹的扩大速度，从而更好地抵抗裂纹的扩大，故此时合金塑性较高[8-9]。。而随着退火温度升高，初生α相含量削减，合金塑性降低；；当退火温度为单相区时，初生α相齐全隐没，导致合金塑性大幅度降低。。退火温度升高，组织中次生α相含量不休增长，藐小条状的次生α相拥有藐小的尺寸，这暗示组织的晶粒得到了细化，晶粒细化可能增长晶界数量，进而提高资料的抗变形能力，故导致合金强度随退火温度升高而增大[10]。。

由图2可知，退火温度升高会导致组织中织构类型产生变动，当织构类型产生变动时，合金内部的晶粒分列方式和晶界结构会产生变动，进而导致晶粒越发缜密分列，提高合金的密度和均匀性，从而提高其强度，而另一些织构类型可能导致晶粒间的弱衔接增多，降低合金的整体强度。。结合图2与图3能够得出结论，在组织中存在T型织构时，合金抗拉强度最大值为985MPa，当组织中存在R型织构时，合金抗拉强度最大值为1003MPa，即当组织中存在R型织构时，合金强度较高。。

3、、、结论

经两相区温度退火处置后的组织为双态组织，组织中蕴含初生α相以及次生α相，初生α相描摹出现块状以及等轴状描摹，次生α相描摹以藐小条状为主。。经单相区温度退火处置后，组织中出现粗壮β晶粒以及藐小条状次生α相。。

经两相区温度退火处置后极图拥有T型织构，织构密度靠近；；经单相区温度退火处置后的极图为R型织构，织构最大密度显著增长至6.8。。

退火温度为两相区温度时，退火温度升高的过程中，合金强度增大，塑性不休降低。。退火温度为单相区温度时，合金强度相比两相区温度时更高，塑性则出现大幅度降低。。

参考文件

[1] 王龙刚，包婷婷，谭永生，等。。形变热处置对 TC9 钛合金组织及拉伸机能的影响 [J]. 资料热处置学报，2024，45 (11)：：：85-92.

[2] 张航，祖国庆，王大臣，等.TC4 钛合金锻态板材 TIG 焊后组织与机能钻研 [J]. 钢铁钒钛，2024，45 (5)：：：63-69.

[3] 赵丽娟，魏科，黄骏，等。。分歧道次应变分配下 TA15 钛合金双道次热压缩静态软化行为 [J]. 资料热处置学报，2024，45 (7)：：：194-200.

[4] 李晓煜，唐敏，刘昕，等。。分歧铸造工艺对 TA15 棒材组织机能影响 [J]. 钢铁钒钛，2024，45 (1)：：：57-64.

[5] 刘家涛，孙世能，戴山，等。。退火温度对 TA15 钛合金显微组织和力学机能的影响 [J]. 热处置，2024，39 (1)：：：25-27.

[6] 曾菁，王晓巍，余胜峰，等。。退火对高 Mo 当量大型 TA15 钛合金锻件组织与拉伸机能的影响 [J]. 钛工业进展，2022，39 (6)：：：24-27.

[7] 董少峥，张明玉，曲太旭，等.TA15 钛合金高温与室温拉伸机能的钻研 [J]. 热加工工艺，2023，52 (10)：：：129-133.

[8] FAN R L，WU Y，CHEN M H，et al.Relationship among microstructure，mechanical properties and texture of TA32 titanium alloy sheets during hot tensile deformation [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2020，30 (4)：：：928-943.

[9] 丁屹，李爱国，李贤君，等。。热处置工艺对 8mm 厚 TC4 钛合金板微观组织和强度的影响 [J]. 金属热处置，2024，49 (7)：：：261-266.

[10] 马鑫，孙前江，文超，等。。准 β 热处置工艺对 TC4-DT 钛合金组织和拉伸机能的影响 [J]. 罕见金属资料与工程，2023，52 (12)：：：4260-4267.