TC4钛合金是20世纪40年月初期研制乐成的一种中等强度的口β型钛合金，，，，，，，，具有优良的综合性能，，，，，，，，誉称万能合金，，，，，，，，是最早最普遍用于飞机结构的通用钛合金，，，，，，，，包括板材、棒材和锻铸件等，，，，，，，，主要用于制作飞机结构中梁、讨论和隔框等中等承力构件及紧固件、发念头电扇和压气机盘及叶片等[1-3]。。。。。我国幅员辽阔，，，，，，，，南北温差大，，，，，，，，最低温度曾抵达-52.3℃。。。。。在低温情形及介质条件下，，，，，，，，质料内部组织结构可能会有所改变，，，，，，，，并引起质料的力学、物理性能的转变[4-6]。。。。。若是TC4钛合金在低温情形中爆发了影响质料性能的微观组织转变，，，，，，，，将对航空发念头的航行寿命和飞机的航行清静造成极大的影响。。。。。因此相识TC4钛合金在低温情形条件下的力学和物理特征及微观组织转变，，，，，，，，对航空发念头与飞机的结构设计和构件的清静使用至关主要。。。。。

1、实验质料与实验要领

本事情所用TC4钛合金取自直径14mm的热轧棒材。。。。。该棒材的热处置惩罚制度为在750℃下保温1.5h，，，，，，，，然后空冷。。。。。合金的化学因素如表1所示。。。。。TC4棒材参照GB/T 13239-2006标准加工成如图1所示的低温拉伸试样。。。。。实验历程如下：首先在室温下将试样夹持牢靠在恒温箱内；；；；；；然后使用液氮将恒温箱冷却到243K；；；；；；试样在低温情形中静置45min后，，，，，，，，在该情形中以0.2mm/min的加载速率测试其拉伸性能。。。。。对原始状态试样和经由相同低温处置惩罚但没有举行拉伸测试的试样，，，，，，，，使用X射线衍射(XRD)研究合金的相组成，，，，，，，，然后较量其转变。。。。。对原始状态试样和经低温处置惩罚后但没有举行拉伸测试的试样举行外貌抛光和侵蚀后，，，，，，，，使用金相显微镜比照视察合金的金相组织。。。。。侵蚀剂由10mL HF，，，，，，，，5mL HNO。。。。。和85mL H20混淆而成。。。。。

2、效果与讨论

图2为TC4钛合金在243K低温下的典范拉伸应力一应变曲线。。。。。由图可知，，，，，，，，TC4钛合金在243K低温下的拉伸历程中，，，，，，，，当抵达屈服强度后，，，，，，，，随着应变的增添，，，，，，，，应力略微增添，，，，，，，，当应变量抵达2％直到靠近瞬断前，，，，，，，，应力基本维持稳固即屈服强度很高。。。。。这说明TC4合金在低温下仍具有优异的塑性，，，，，，，，在恒应力下爆发塑性转动，，，，，，，，低温下拉伸断裂时，，，，，，，，泛起颈缩征象，，，，，，，，泛起塑性断裂特征。。。。。

表2列出了TC4钛合金在室温下和243K低温下的拉伸性能。。。。。由表可知，，，，，，，，TC4钛合金在243K低温情形下的抗拉强度和屈服强度显着高于室温下的抗拉强度和屈服强度，，，，，，，，这说明，，，，，，，，低温处置惩罚使TC4的微观结构爆发了有利于拉伸性能的转变，，，，，，，，由于其力学性能和使用性能在很洪流平上取决于显微组织[7]。。。。。可是TC4钛合金在低温下的延伸率显着降低了，，，，，，，，说明虽然TC4在243K低温下仍然具有优异塑性，，，，，，，，可是其塑性比室温有所下降。。。。。

图3示出了TC4钛合金原始状态和经低温处置惩罚后的微观组织结构。。。。。由图3a可知，，，，，，，，原始状态时，，，，，，，，TC4是由a固溶体和保存于a晶粒间的p固溶体析出相，，，，，，，，即魏氏体a相组成。。。。。由图3b可知，，，，，，，，低温处置惩罚后，，，，，，，，TC4钛合金的显微结构在光学显微标准下并没有显着的转变。。。。。

图4给出了TC4钛合金原始状态和低温处置惩罚状态的XRD曲线，，，，，，，，图中TC4代表原始状态，，，，，，，，TCAT代表低温处置惩罚状态。。。。。由原始状态的XRD曲线可知，，，，，，，，原始TCA钛合金具有巾Ti和pTi两种相结构，，，，，，，，且a固溶体沿(101)晶面具有显着的取向生长，，，，，，，，这个效果与图3所示显微结构是一致的。。。。。低温处置惩罚后TCA钛合金中的相结构没有爆发实质转变，，，，，，，，仍然是α-Ti和β-Ti两种相结构。。。。。从图中两个特征峰的强度来看，，，，，，，，低温处置惩罚前后p固溶体的相结构基本没有转变。。。。。但低温处置惩罚后，，，，，，，，α固溶体的(101)晶面的特征峰强度变弱，，，，，，，，而其他晶面的特征峰强度没有改变，，，，，，，，说明a固溶体沿(101)晶面的取向变差。。。。。取向性变差后，，，，，，，，裂纹沿着(101)面一连扩展的难度变大，，，，，，，，钛合金的对抗断裂的能力提高，，，，，，，，导致TCA钛合金在243K低温下的抗拉强度提高，，，，，，，，而塑性有所下降。。。。。

3、结论

(1)TC4钛合金在243K的拉伸强度和屈服强度高于室温时的值，，，，，，，，但延伸率有一定水平的下降。。。。。

(2)243K低温下，，，，，，，，a固溶体取向性变差是TC4钛合金低温拉伸强度和屈服强度提高的缘故原由。。。。。

参考文献

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