小序

TC4(Ti-6Al-4V)合金属于α＋β型钛合金，，，，，比强度高、耐蚀性好，，，，，被普遍应用于航空、航天及船舶制造等领域[1-2]。。。。。差别工艺铸造或热处置惩罚的TC4钛合金α和β相的数目、比例、形态和性能均有较大差别[3-4]。。。。。铸造的TC4钛合金叶片需举行热处置惩罚以获得所需的组织和性能。。。。。为确保力学性能切合要求，，，，，可通过热处置惩罚控制α相的含量、尺寸和形态[5]。。。。。王晓燕等[6]通过热处置惩罚来控制钛合金中初生和次生α相的含量，，，，，改善质料的力学性能。。。。。攻击性能是TC4钛合金锻件的主要质量指标，，，，，但对α相的含量及形态对钛合金攻击韧度的影响的研究较少。。。。。本文研究了铸造温度、锻后冷却速率和热处置惩罚工艺对TC4钛合金显微组织和攻击韧度的影响。。。。。

1、试验质料和要领

试验用TC4钛合金接纳真空自耗电弧炉熔炼，，，，，并铸造成φ120mm棒材，，，，，化学因素如表1所示。。。。。

从棒材的1/2半径处取样制备夏比U型缺口攻击试样，，，，，尺寸为58mm×58mm×11mm，，，，，按表2工艺举行热处置惩罚。。。。。按GB/T 229举行攻击试验。。。。。按GB/T 5168接纳LEICA-DMTRM图像剖析仪对攻击试样举行金相磨练，，，，，试样用10ml氢氟酸＋25ml硝酸＋65ml水的混淆液浸蚀，，，，，接纳平均值丈量法评定初生α相晶粒度。。。。。

随后研究了铸造温度、锻后冷却方法对合金显微组织的影响。。。。。叶片坯料的制作工序为:下料→制坯→铸造→热处置惩罚→检测。。。。。表3为铸造工艺，，，，，5组试验叶片的热处置惩罚工艺均为７00℃保温2ｈ空冷。。。。。从叶片锻件根部取样举行横向金相磨练。。。。。图1为TC4合金叶片锻件的形状。。。。。

2、试验效果与剖析

2.1热处置惩罚工艺对攻击性能和显微组织的影响

2.1.1攻击性能

图2为经差别工艺热处置惩罚的TC4合金的室温攻击性能。。。。。800℃炉冷的合金攻击性能较好，，，，，比800℃空冷的合金提高了约10％。。。。。７00℃空冷的合金攻击性能无显着转变。。。。。固溶处置惩罚随后７50℃时效的合金攻击性能较好，，，，，与７00℃时效的合金相比攻击性能提高了约12％。。。。。

TC4钛合金的攻击韧度与其抗临界裂纹形成和抗裂纹扩展性能有关。。。。。TC4合金固溶处置惩罚前组织为典范的α＋β相，，，，，冷变形性能和耐磨性较差，，，，，对其举行固溶处置惩罚是为了获得稳固的等轴α相或弥散的马氏体α′相和亚稳固β相。。。。。退火后冷却越快，，，，，α′相越多。。。。。α′相含有大宗位错，，，，，攻击韧度较差。。。。。退火炉冷时，，，，，β相中次生α相显着变宽，，，，，炉冷爆发的次生α相是韧性相。。。。。在退火炉冷形成的组织中，，，，，裂纹扩展至次生α相时将改变偏向，，，，，从而提高质料韧性，，，，，因此退火炉冷的合金攻击韧度最高。。。。。

2.1.2显微组织

图3为经差别工艺热处置惩罚的TC4合金中初生α相的含量和尺寸。。。。。由图3可知，，，，，随着退火温度的升高，，，，，合金中初生α相含量没有转变，，，，，其平均直径略有增大，，，，，与炉冷的合金相比，，，，，800℃空冷的合金初生α相晶粒较粗大。。。。。时效温度从７00℃提高至７50℃，，，，，合金中初生α相含量提高了约21％，，，，，平均直径降低了6％。。。。。固溶和时效处置惩罚的合金显微组织中初生α相含量及平均直径远小于退火处置惩罚的合金。。。。。

图4为经差别热处置惩罚工艺处置惩罚的TC4合金的显微组织。。。。。通俗工艺退火的TC4合金显微组织为球状α相＋细小次生α′相＋晶间β相；；；；；；；固溶和时效处置惩罚的合金则为球状α＋细条状α相＋固β相。。。。。固溶处置惩罚形成的亚稳固α相在热力学上是不稳固的，，，，，时效加热时将爆发剖析，，，，，剖析产品为平衡态α＋β。。。。。从图4可以看出，，，，，退火态合金中初生α相含量较多，，，，，晶粒较粗大，，，，，且等轴化水平优于固溶＋时效处置惩罚的合金。。。。。随着时效温度的升高，，，，，组织粗化，，，，，析出的α相含量增多尺寸增大。。。。。

2.2铸造工艺对合金显微组织的影响

图5为差别温度铸造随退却火的TC4合金叶片的显微组织，，，，，为典范的双相组织。。。。。差别温度铸造的TC4合金叶片初生α相含量及其平均直径如图6所示。。。。。这些效果批注，，，，，随着铸造温度的升高，，，，，叶片中初生α相含量镌汰、其晶粒尺寸镌汰。。。。。这是由于958℃已靠近TC4钛合金的相变温度，，，，，大部分初生等轴α相已转变为β相。。。。。

图７为938℃铸造随退却火的TC4合金叶片的显微组织，，，，，也是典范的双相组织。。。。。锻后以差别方法冷却的叶片中初生α相含量及其平均直径如图8所示。。。。。这些效果批注，，，，，随着锻后冷却速率的提高，，，，，叶片中初生α相平均直径减。。。。。，，，，水冷的叶片初生α相尺寸显着小于风冷和空冷的叶片，，，，，且水冷的叶片初生α相被显着拉长，，，，，说明锻后冷却速率对叶片初生α相的形态有较大影响，，，，，而对初生α相含量的影响不显着。。。。。这是由于初生α相含量主要受温度的影响。。。。。

3、结论

(1)退火后炉冷的TC4合金攻击韧度最好，，，，，初生α相含量最多、尺寸最大。。。。。

(2)随着退火温度的升高，，，，，合金中初生α相含量没有转变，，，，，平均直径略有增大；；；；；；；800℃退火炉冷的合金初生α相晶粒较粗大；；；；；；；时效温度从７00℃提高至７50℃，，，，，合金中初生α相含量提高了约21％，，，，，平均直径降低了6％；；；；；；；固溶和时效处置惩罚的合金中初生α相含量及平均直径远小于退火的合金。。。。。

(3)随着铸造温度的升高，，，，，合金中初生α相含量镌汰，，，，，α相晶粒变细。。。。。

(4)随着铸造后冷却速率的提高，，，，，合金中初生α相平均直径减。。。。。，，，，锻后水冷的合金初生α相晶粒显着小于风冷和空冷的合金，，，，，且水冷的合金初生α相显着拉长。。。。。

参考文献

[1]胡清熊.钛的应用及远景展望[Ｊ].钛工业希望，，，，，2003，，，，，20(4):11-15.

[2]李梁，，，，，孙建科，，，，，孟祥军.钛合金的应用现状及生长展望[Ｊ].钛合金工业希望，，，，，2004，，，，，21(5):19-24.

[3]王金友，，，，，葛志明，，，，，周彦邦，，，，，等.航空用钛合金[Ｍ].上海:上？？？？？？？蒲忠粘鍪樯纾，，，，1985.

[4]陈慧琴，，，，，林好转，，，，，郭灵，，，，，等.钛合金热变形机制及微观组织演变纪律的研究希望[Ｊ].质料工程，，，，，200７(1):60-64.

[5]刘婉颖，，，，，朱毅科，，，，，林元华，，，，，等.热处置惩罚对TC4钛合金显微组织和力学性的影响[Ｊ].质料导报，，，，，2013，，，，，2７(9):108-111.

[6]王晓燕，，，，，刘建荣，，，，，雷家峰灵，，，，，等.初生及次生α相对Ti-1023合金拉伸性能和断裂韧性的影响[Ｊ].金属学报，，，，，200７，，，，，43(11):1129-113７.

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