TC4（Ti-6Al-4V）是一种典型的中等强度钛合金，，，拥有较好的综合力学机能、、、抗蚀性和高温强度以及备优良的加工机能，，，是目前钻研最为深刻的钛合金之一，，，多在热等静压+退火状态下使用，，，在航空工业领域利用宽泛[1-3]！！！！！！

O是一种α相不变元素，，，以间隙固溶的方式存在于钛合金中，，，其含量通常在0.1%（质量分数，，，下同），，，被以为是杂质元素，，，必要对其含量进行节制！！！！！！Ｓ凶暄信，，，间隙固溶的O元素在与弹性位错交互的过程中会形成“柯氏气团”和“Snock气团”，，，对位错产生故障和钉扎作用，，，能有效提高钛合金强度，，，且随着O含量增长，，，合金强度会显著提高，，，但是塑性显著降落[4]！！！！！！２⑶宜孀臤含量上升，，，TC4钛合金的α+β/β相转变温度也随之升高，，，冲击韧性则急剧降落，，，当O含量高于0.165%时，，，降落速度急剧上升[5]，，，所以以为当TC4钛合金O含量高于0.165%即为高氧TC4钛合金，，，因而需严格节制合金中O含量！！！！！！Ｗ暄蟹⑾，，，适当增大O含量，，，能在不影响合金塑性的前提下大幅提高合金强度[6~8]！！！！！！

钛合金的力学机能不仅取决于合金成分，，，还和其微观组织状态有很大关系，，，对大无数钛合金而言，，，α相含量和状态对钛合金的力学机能有很大影响[9-10]！！！！！！Ｗ暄幸晕，，，α相拥有3种状态，，，别离为轴状、、、片状以及针状，，，其中等轴α相可能对β相起到钉扎作用，，，克制β相长大，，，从而提高基体力学机能；；；片状α相拥有较高的强度和断裂韧度，，，其含量对钛合金的力学机能影响较大；；；而针状的α相均匀散布在β基体上，，，可能起到弥散强化的成效[11-14]！！！！！！Ｄ壳岸灶押辖鸬娜却χ霉ひ兆暄卸嗉性陬押辖鸲脱、、、轧制等变形加工的棒材、、、板材等，，，蕴含固溶、、、时效、、、退火等多种热处置工艺[15-16]！！！！！！IDR等[17]对TA19钛合金进行了3级热处置，，，获得了由等轴、、、片层和针状α组成的三元组织，，，通过节制温度来调整等轴α、、、片层α和针状α相的占比！！！！！！Ａ司峙，，，随温度升高，，，层状α相含量增长，，，合金的抗拉强度和伸长率均有所提高！！！！！！Ｈ欢，，，过高温度导致等轴α含量极低，，，β晶粒变粗，，，从而降低合金塑性！！！！！！EESW等[18]发现新型钛合金Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe在经过期效温度由440℃升到560℃时，，，针状α相产生粗化，，，导致合金强度降低14.5%，，，伸长率显著提高！！！！！！５孀攀毙ЧΨ虻⒏，，，β晶界处出现晶间α，，，使得合金强度和塑性均降低！！！！！！Ａ跬耱５萚19]钻研了固溶时效处置对TC4钛合金力学机能影响，，，发此刻选取960℃保温1h水冷以及500℃保温1h水冷后的钛合金综合机能最好，，，这是由于TC4钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成，，，拥有片层状β相和小针丛状α相组织，，，可获得较高综合机能！！！！！！

TC4钛合金经热处置后微观组织会产生变动，，，进而对力学机能产生影响！！！！！！Ｒ延械墓赜陬押辖鸬娜却χ霉ひ斩辔湫晤押辖鸲押辖鸬娜却χ霉ひ赵蛳喽缘ヒ！！！！！！Ｍ嘶鹱魑押辖鹱畛Ｓ玫娜却χ霉ひ，，，其重要主张在于解除铸件内部铸造应力、、、焊策应力，，，不变铸件组织和机能，，，钻研相对较少！！！！！！Ｔ贖BZ137-1988中，，，对TC4退火温度要求为700~800℃，，，保温1~2h后空冷，，，参考其他尺度，，，对退火温度的要求也有差距，，，最大温度区间为（700~860℃）±10℃！！！！！！C4钛合金的HIP（Hotisostaticpressing）以及后续的热处置过程是一种加工硬化与加工软化同时进行的过程，，，会对TC4钛合金的组织和机能产生极为重要的影响[20]，，，因而钻研退火温度对高氧TC4钛合金组织机能的影响极度必要！！！！！！１咀暄卸設含量为18%的TC4钛合金别离进行680～830℃的退火处置，，，并对其组织和机能进行了分析，，，旨在为高机能钛合金铸件的出产提供参考！！！！！！

1、、、试验资料及步骤

选取200kg真空自耗电极电弧凝壳炉，，，石墨铸型对试棒进行熔炼浇注，，，所有试棒热处置前均为热等静压态，，，且经过X射线检测，，，试棒内部无缺点！！！！！！Ｋ褂酶哐鮐C4合金锭化学成分见表1！！！！！！

所有试棒在140MPa氩气压力下进行920℃，，，热等静压3.5h，，，并随炉冷至300℃以下！！！！！！Ｖ笤谡婵斩鹊陀0.133Pa下别离以680、、、730、、、780和830℃进行热处置，，，保温2h后炉冷，，，当炉温≤250℃时放气，，，炉温≤40℃出炉！！！！！！

用线切割步骤在铸造成形的钛合金试样中部切取圆片状金相试样{具体尺寸}，，，在经过由粗到细的金相砂纸打磨后进行抛光，，，抛至镜面后使用通例侵蚀液(2mL的HF+4mL的HNO3+94mL蒸馏水)浸泡15s后立即用流动净水冲刷干净吹干，，，使用GX51OLYMPUS型金相显微镜（OM）观察试样微观描摹；；；选取DNS-200万用拉伸机对尺度拉伸试棒进行常温拉伸检测，，，{拉伸速度为几多？}每组试样测3次，，，取均匀值；；；选取ZEISSΣIGMA扫描电镜观察拉伸试样断口描摹！！！！！！

2、、、试验了局与分析

2.1退火温度对微观组织的影响

未经退火的高氧{氧含量具体为几多？}TC4钛合金（对照组）HIP态组织描摹见图2，，，图3是O含量为0.1%的通例TC4钛合金HIP态魏氏体组织！！！！！！６员韧2和图3能够看出，，，随O含量增长，，，α相与α+β相的晶粒尺寸得到了肯定水平细化,从最初的2mm，，，细化到153μm；；；并且板条状的两相组织变细，，，长宽比显著降低，，，魏氏组织中α集束的宽度相较于通例TC4钛合金组织变窄，，，长度也有显著削减！！！！！！Ｕ馐怯捎贠元素作为α相不变元素，，，可能扩大α相区，，，提高α相不变性，，，导致α+β/β转变温度上升，，，使合金中α相增多！！！！！！４送，，，在热等静压过程中的微观应力作用下，，，板条状的两相组织产生相对变形，，，造成α相集束取向产生变动，，，宽度变窄！！！！！！

经分歧温度退火后的高氧TC4钛合金SEM组织见图4，，，其中粗壮凸起为板条状β相，，，而凸起之间的凹陷为板条状α相，，，在经过退火处置之后出现的藐小凹陷则为等轴α"相！！！！！！Ｔ谕4中并未发现氧化物颗粒！！！！！！Ｔ诤辖鹉坦讨，，，会基于铸件状态产生铸造内应力，，，并且在热等静压过程压合合金内部闭孔缺点及缩松时，，，也会产生微观内应力，，，这就为铸件在退火时的部门回复行为提供了内涵驱动力[13]！！！！！！Ｄ芄豢闯，，，图4中的α相集束变得更窄，，，相比于HIP态中的魏氏组织存在较大差距！！！！！！５蓖嘶鹞露冉系褪，，，外在驱动力不及导致回复过程进行较为缓慢，，，能够发现部门区域板条状组织变得：，，，晶界被截断，，，并且凸起削减，，，出现少量新的短小凹陷，，，初生板条状α相和β相含量都有所降落，，，少量分歧取向的等轴状α"相起头逐步出现，，，交错散布于β晶粒内部，，，可能较为显著的分辨，，，见图4b和图4c箭头处！！！！！！

随退火温度升高，，，回复过程更为彻底，，，当退火温度为780℃，，，合金组织由初生板条状α相、、、初生板条状β相和少量等轴α"相组成，，，此时α"相从β晶粒内部长大伸长，，，原始结构中宽大的集束片层被截断，，，两相片层组织散布均匀，，，但与网篮状组织分歧的是集束层的取向随机！！！！！！５蓖嘶鹞露任830℃时，，，固然温度低于高O含量的TC4合金的相转变温度，，，但在内部残存应力开释与外在高温热应力的共同作用下，，，产生了肯定水平的相转变，，，部门区域相界面：踔烈没，，，集束层中的部门β相直径显著变大，，，见图4d！！！！！！

2.2退火温度对力学机能的影响

图5为试样在不用热处置温度下的力学机能！！！！！！Ｄ芄豢闯，，，与对照组相比，，，经热处置后试样强度和塑性均略有提高，，，其中抗拉强度最大增幅为24.5MPa，，，伸长率最大增幅为2.5%，，，其重要原因在于退火后试样组织中的板条状组织细化，，，长宽比降低，，，集束条变窄！！！！！！Ｋ嫱嘶鹞露仍龃，，，合金强度呈先降落后升高，，，而塑性则先升高后降落，，，但整体颠簸幅度较小，，，重要与组织中α"相的天生，，，以及β相含量和状态的变动有关，，，板条状β相向等轴状α"相转变，，，同时变得粗壮，，，会导致TC4钛合金加工硬化景象加剧，，，这重要源于TRIP（Transformation induced plasticity）效应！！！！！！Ｕ庑┫啾湟不岬贾戮ЯＤ诓课淮斫獬，，，同时晶粒位有关系产生变动，，，晶界重新分列，，，最终使得铸件内部应力集中削减，，，进而使抗拉强度降落但是屈服强度略有上升，，，由加工软化转向加工硬化！！！！！！

结合内部组织的变动以及图5可知，，，高氧TC4钛合金在退火温度为780℃时，，，晶粒细化水平最高，，，且相转变水平较低，，，同时原始结构中宽大的集束片层被截断，，，两相片层组织散布均匀的同时取向随机，，，板条状组织清澈可见，，，且少见相界面：，，，因而位错经过期必要更大的力！！！！！！Ｍ痹诶旃讨，，，宽大的集束片层被截断，，，且两相片层组织散布均匀，，，可能有效的提高塑性！！！！！！Ｒ蚨，，，经780℃退火后的高氧TC4钛合金既拥有相对较高的强度，，，同时塑性降落水平较小，，，综合力学机能最优！！！！！！

2.3退火温度对断口描摹的影响

图6为经分歧温度退火处置后的试样拉伸断口描摹！！！！！！Ｄ芄环⑾，，，各试样均产生韧性断裂，，，重要有纤维区和剪切唇区两部门组成，，，可在断口看到显著的韧窝结构，，，但是分歧退火温度下韧窝结构也存在部门差距！！！！！！Ｔ谖露认喽越系褪，，，在组织中初生α相产生融合，，，并未形成通例的α相+板条状两相组织，，，只产生了部门α"相，，，由于板条状的两相组织更窄，，，因而相较于HIP态强度有大幅提高，，，且断口描摹升沉较大！！！！！！５蓖嘶鹞露任中呤，，，α"相转化水平逐步升高，，，合金组织更均匀！！！！！！＞730℃退火后高氧TC4断口处韧窝最为显著，，，注明在经过730℃退火后合金的韧性最好，，，这验证了在经过730℃退火后伸长率和断面收缩率都较高的景象！！！！！！６780℃退火后的高氧TC4组织断口升沉相对较为平缓，，，韧窝结构较小，，，但是也阐发出了显著的韧性断裂特点，，，剪切唇与纤维辨别辨显著！！！！！！

3、、、结论

（1）在铸造内应力与微观压应力的共同作使劲下，，，铸件在退火时会产生肯定水平的回复景象，，，当退火温度为780℃时，，，高氧TC4钛合金的组织越发均匀，，，为集束不规定散布的板条状两相组织以及少量散布的等轴组织！！！！！！

（2）退火温度对铸件力学机能影响相对较小，，，其中抗拉强度最大增幅为24.5MPa，，，伸长率的最大增幅为2.5%，，，当退火温度为780℃时，，，高氧TC4钛合金阐发为典型的韧性断裂，，，韧窝升沉显著，，，同时拥有较高的强度与塑性，，，综合力学机能较为优异！！！！！！

参考文件

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