β锻造与热处理对粉末冶金TC4钛合金组织与力学性能的影响

佟健博; 张文强; 黄利军; 陈俊树; 李家瑜; 潘宇

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025080009

粉末冶金技术 ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (3) : 365 -370. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025080009

β锻造与热处理对粉末冶金TC4钛合金组织与力学性能的影响

佟健博, 张文强, 黄利军, 陈俊树, 李家瑜, 潘宇

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摘要

以氢化脱氢TC4钛合金粉末为原料，经冷等静压成形、真空无压烧结制备成TC4钛合金烧结坯。对TC4钛合金烧结坯进行β单相区锻造和固溶时效热处理，研究了β锻造与固溶时效热处理对粉末冶金TC4钛合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：β锻造大幅减小了TC4钛合金烧结坯中的孔隙尺寸，显著提高了合金相对密度。锻造后合金的室温拉伸性能优异，抗拉强度达972 MPa，断后伸长率为16.0%。经固溶时效热处理后，TC4钛合金的强度和塑性均发生了显著变化，热处理后的合金强度较锻态提升超过200 MPa，但延伸率有所下降，从16.0%降低至8.2%。固溶时效对TC4钛合金的强化作用主要靠淬火基体中析出的次生α相强化。合金中残余孔隙尺寸的减小显著改善了烧结合金的疲劳性能，在最大应力480 MPa、应力比0.1的条件下，β锻造TC4钛合金循环周次达到7×10～6以上，固溶时效TC4钛合金循环周次达到10～7以上。