固溶时效处理对TC4钛合金显微组织及性能的影响

摘要

为了拓展α+β双相TC4钛合金的工程应用范围，需要精准调控其显微组织和力学性能。本文以锻态TC4钛合金为研究对象，以优化其强塑匹配为研究目标，通过金相显微镜、扫描电子显微镜观察组织演变，结合室温拉伸实验测试力学性能，系统研究了920℃（40 min）固溶处理后水冷、空冷、炉冷三种冷却方式，以及水冷固溶后500℃（3 h）、550℃（3 h）、 600℃（3 h）不同温度时效处理对合金显微组织及力学性能的影响规律。结果表明：固溶冷却方式对合金组织影响显著，空冷后形成等轴初生α相+片层α相的双态组织，综合力学性能最优；水冷固溶后随时效温度的升高，次生α相和片层α相逐渐粗化、片层间距增大，550℃为最优时效温度。经920℃（40 min）水冷和550℃（3 h）时效处理后，合金实现了强度与塑性的最佳匹配，抗拉强度达到1 022 MPa，延伸率达到13%。本研究明确了TC4钛合金固溶时效的最优工艺制度，为该合金的组织性能调控及热处理工艺制定提供了具体的技术参考和实践指导。

关键词

TC4钛合金 / 固溶处理 / 时效处理 / 显微组织 / 力学性能