1、序言

TC11钛合金是新型航空装备上最先应用的一种α-β型钛合金，，，，，，该合金是一种综合性能优异的热强钛合金，，，，，，在500℃以下具有优异的热强性能（高温强度、蠕变抗力等），，，，，，并具有较高室温强度及优异的热加工工艺性能，，，，，，主要应用于航空发念头压气机盘、叶片、鼓筒及飞机结构件等零件。。。。。。。随着航空领域手艺的一直生长，，，，，，航空零件的制造对钛合金的性能提出了较高的要求，，，，，，其性能与质料内部组织结构亲近相关，，，，，，通过接纳合适的热处置惩罚工艺举行内部显微组织的调控，，，，，，可获得具有优异组织性能的钛合金零件 [1-4] 。。。。。。。

本文研究了TC11钛合金在双重退火和固溶时效两种热处置惩罚工艺下的组织和性能特点，，，，，，确定了固溶时效工艺作为提高抗拉强度的最终强化热处置惩罚工艺，，，，，，并举行差别固溶、时效工艺参数的热处置惩罚试验，，，，，，剖析了TC11钛合金固溶时效工艺参数-显微组织-力学性能之间的相互影响机制，，，，，，并对固溶和时效工艺参数举行优化剖析，，，，，，获得了可获得优良组织性能的强化热处置惩罚工艺组合，，，，，，抵达了图样对零件力学性能的要求，，，，，，且为后续的TC11钛合金理论研究积累了富厚的数据，，，，，，具有主要的理论和工程现实意义。。。。。。。

2、试验质料及要领

2.1 试验质料及规格

本研究试验用TC11钛合金的化学因素经入厂复验及格，，，，，，其含量切合GJB-2218A—2008标准中的因素要求 。。。。。。。 热处置惩罚工艺试棒尺寸为φ16mm×400mm，，，，，，质料初始状态为双重退火，，，，，，显微组织如图1所示，，，，，，组织形态为典范双态组织，，，，，，由一定含量白色等轴球状的初生α相和漫衍着细小针状次生α相的β转变组织组成。。。。。。。

2.2 试验要领

凭证TC11钛合金相关手艺标准和文献研究结论，，，，，，制订试验研究热处置惩罚工艺制度，，，，，，接纳微机控制电子万能试验机CMT5105举行拉伸试验检测力学性能，，，，，，显微组织检测为在试棒上切取组织视察试样，，，，，，经镶嵌、磨抛和侵蚀后制作TC11金相试样，，，，，，接纳蔡司Axio Imager A1m金相显微镜举行显微组织视察并拍摄组织照片。。。。。。。

3、讨论和剖析

3.1 差别热处置惩罚工艺对TC11组织性能的影响凭证TC11钛合金相关热处置惩罚手艺标准，，，，，，制订了差别热处置惩罚工艺试验制度，，，，，，见表1，，，，，，划分为试验号A、B和C，，，，，，试验号A为固溶+时效热处置惩罚制度，，，，，，试验号B和C为双重退火热处置惩罚制度，，，，，，按表1中热处置惩罚制度举行工艺试验。。。。。。。

对热处置惩罚后的试棒举行拉伸性能检测，，，，，，获得的抗拉强度值见表1，，，，，，可知均知足不了图样划定的抗拉强度1150MPa±100MPa要求，，，，，，试验号A固溶时效的强度值偏高，，，，，，凌驾上限值，，，，，，而试验号B和C双重退火的强度值偏低，，，，，，达不到下限值。。。。。。。

试验号A、B和C的显微组织照片如图2所示。。。。。。。图2a为固溶、时效状态组织，，，，，，由图可知，，，，，，在α+β两相区上部温度加热后，，，，，，淬火快速冷却，，，，，，保存下来大宗的亚稳固β相，，，，，，是一种过饱和固溶体（众稳相），，，，，，由于冷却速率快，，，，，，过冷度大，，，，，，再结晶晶粒来缺乏长大，，，，，，同时引起了晶格畸变，，，，，，促使在时效历程中，，，，，，大宗细小、无偏向性的针状α相从亚稳固β转变相中析出，，，，，，并交织排列在β转变基体上，，，，，，并包括少量初生α相。。。。。。。图2b和图2c为双重退火状态组织，，，，，，由白色等轴球状的初生α相和漫衍着少量细小针状次生α相的β转变组织组成。。。。。。。比照图2中的组织，，，，，，可知固溶时效状态中的等轴初生α相数目显着少于双重退火状态且尺寸较大，，，，，，而针状次生α相的含量显着多于双重退火状态，，，，，，由文献[2]可知，，，，，，随着针状次生α相的增添，，，，，，交织排列的α相界面阻碍了滑移的举行，，，，，，使得合金变形难题，，，，，，其强度逐渐增添，，，，，，而随着初生等轴α相的增添，，，，，，其强度降低，，，，，，塑性和韧性增添，，，，，，可知固溶时效强度显着高于双重退火。。。。。。。

3.2 差别固溶、时效工艺制度对TC11组织性能影响

凭证以上剖析可知，，，，，，接纳双重退火较难抵达图样手艺要求，，，，，，团结上述研究结论，，，，，，制订TC11钛合金固溶、时效热处置惩罚工艺制度，，，，，，见表2。。。。。。。通过对固溶、时效热处置惩罚工艺参数举行试验研究，，，，，，划分研究固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间对其显微组织和力学性能的影响纪律。。。。。。。

将表2中9组热处置惩罚试棒加工成拉力试样检测力学性能，，，，，，获得的力学性能值见表3。。。。。。。由表3可知，，，，，，试验号1、4和8对应的强度值可知足1150MPa±100MPa的要求，，，，，，且具有较好的塑性。。。。。。。

凭证文献[1-2]可知，，，，，，TC11钛合金固溶时间和时效时间对力学性能影响不大，，，，，，图3为TC11钛合金差别固溶温度和时效温度下的抗拉强度转变曲线，，，，，，由图可知，，，，，，固溶温度为930℃和950℃时，，，，，，抗拉强度值随时效温度的升高而降低，，，，，，固溶温度为980℃时，，，，，，抗拉强度值随着时效温度的升高先升高后降低；；；；；；；其时效温度为530℃时，，，，，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，，，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，，，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高。。。。。。。

划分将9组热处置惩罚试棒制备金相组织视察试样，，，，，，图4为接纳显微镜拍摄的500倍下TC11显微组织照片，，，，，，按图片顺序划分对应表2中的试验号。。。。。。。由图4可知，，，，，，试验号1、4和8的显微组织为典范双态组织，，，，，，由白色等轴初生α相和漫衍着细小针状次生α相的β转变组织组成，，，，，，与图2a比照可知，，，，，，图4a、4d和4h中的初生α相含量较多，，，，，，细小针状次生α相较少，，，，，，以是抗拉强度值有所降低。。。。。。。由图可知，，，，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，，，，随着固溶温度的升高，，，，，，初生α相含量一直镌汰，，，，，，β转变组织增多，，，，，，使得强度一直提高；；；；；；；当固溶温度为930℃和950℃时，，，，，，随着时效温度的升高，，，，，，β转变组织上次生α相一直长大，，，，，，使得强度有所降低。。。。。。。

4、竣事语

1）TC11钛合金双重退火和固溶时效热处置惩罚工艺获得的组织形态有所差别，，，，，，固溶时效状态中的等轴初生α相少于双重退火状态且尺寸较大，，，，，，而针状次生α相的含量显着多于双重退火状态，，，，，，导致固溶时效强度高于双重退火的强度。。。。。。。

2）当固溶温度为930℃和950℃时，，，，，，抗拉强度值随着时效温度的升高而降低，，，，，，固溶温度为980℃时，，，，，，抗拉强度值随着时效温度的升高先增高后降低；；；；；；；其时效温度为530℃时，，，，，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，，，，，其时效温度为600℃和650℃时，，，，，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高。。。。。。。

3）得出3组固溶时效热处置惩罚制度的强度值切合图样的要求规模，，，，，，组织由白色等轴初生α相和漫衍着细小针状次生α相的β转变组织组成，，，，，，热处置惩罚制度划分为30℃×0.5h/600℃×6h、 930℃×1h/650℃×3h和950℃×1.5h/650℃×6h，，，，，，对应的强度平均值划分为1210MPa、1155MPa和1170MPa。。。。。。。

参考文献：

[1] 唐光听，，，，，，朱张校. TC11合金在差别热处置惩罚条件下的显微组织剖析[J].有数金属，，，，，，2002，，，，，，26（2）：146-148.

[2] 王金惠. TC11钛合金的高温变形行为及热处置惩罚工艺对合金组织性能的影响[D].长沙：中南大学硕士学位论文，，，，，，2010.

[3] 姚梦，，，，，，刘勇，，，，，，朱景川.TC11钛合金双重热处置惩罚工艺设计[J].热处置惩罚手艺与装备，，，，，，2016，，，，，，37（5）：65-70.

[4] 张雪敏，，，，，，张伟，，，，，，李海峰，，，，，，等. TC11钛合金大规格环材的组织与性能研究[J].铸造与冲压，，，，，，2019（19）：58-61.

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