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

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[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.