钛合金作为一种轻量有色金属，，，，，，，具有很高的比强度（强度和密度之比），，，，，，，与Al、Cr等元素组成的合金，，，，，，，经由热处置惩罚，，，，，，，强度极限可达1176MPa以上，，，，，，，比强度可达27～33，，，，，，，与它相同强度的合金钢，，，，，，，其比强度只有15.5～19，，，，，，，因此，，，，，，，在机械产品应用上占有着主要职位，，，，，，，在宇航、航空、化工、造船等领域获得了普遍的应用［1－5]。。。。。

随着国防和军队现代化建设的一直推进，，，，，，，在武器装备“十四五”妄想中，，，，，，，武器装备生长逐渐向协同联相助战立体方面生长，，，，，，，对武器装备的无邪性提出了新的要求，，，，，，，装备的轻量化是未来生长的趋势。。。。。钛合金以其优良的性能应用于武器装备，，，，，，，可显著降低零件重量，，，，，，，有用提升武器装备轻量化水平，，，，，，，提高装备的无邪性。。。。。现在钛合金在装惫亓应用较少，，，，，，，响应的研究也较少，，，，，，，尤其是热处置惩罚作为钛合金零部件的主要加工工艺，，，，，，，直接决议着钛合金零部件的力学性能和使用性能能否知足装备的手艺要求，，，，，，，但热处置惩罚手艺没有举行过响应的研究。。。。。本文通过工艺试验，，，，，，，从钛合金的热处置惩罚工艺参数与力学性能的关系举行研究，，，，，，，找出了较优的工艺参数，，，，，，，热处置惩罚后知足产品手艺要求，，，，，，，且能够知足工厂生产现实，，，，，，，掌握了钛合金热处置惩罚工艺手艺研究，，，，，，，为武器装备未来生长需求涤讪了基础。。。。。

1、质料剖析及工艺设计

1.1　工艺试验装备选择

由于钛合金热处置惩罚总体生产历程为固溶加热、冷却、时效加热，，，，，，，因今生产历程中必备的装备主要有固溶加热炉、冷却循环系统、时效加热炉。。。。。由于需要加热到较高温度，，，，，，，并且钛合金在高温下化学性能较生动，，，，，，，容易与氧、碳等元素爆发反应，，，，，，，因此需要在真空或氩气保唬；；；；；ぷ刺录尤取。。。。

1.2　工艺试件设计

凭证产品图样，，，，，，，某零部件多为20～40mm尺寸板材焊接而成，，，，，，，本试验设计具有代表性的专用试料，，，，，，，划分选择20、30和40mm的板料，，，，，，，专用试料的设计尺寸见表1。。。。。

1.3　工艺参数的设计

1.3.1　质料剖析

热处置惩罚工艺与质料息息相关，，，，，，，因此需要先对证料举行剖析先容，，，，，，，凭证质料设计后续加热温度、时间等工艺参数。。。。。本项目主要研究工具为TC4合金，，，，，，，原质料为板材，，，，，，，执行标准GB/T　3621-2007，，，，，，，其化学因素见表2。。。。。

1.3.2　固溶参数设计

TC4钛合金为α＋β型钛合金［6]，，，，，，，退火状态下的组织由α相与β相组成，，，，，，，淬透性较量好，，，，，，，可通过固溶、时效热处置惩罚举行强化。。。。。钛合金的相变点温度Tβ是制订其热处置惩罚工艺的主要依据，，，，，，，基于实践履历数据总结出来的以下数学盘算式［7]，，，，，，，凭证各元素对相变点温度的影响推算出来。。。。。式中，，，，，，，885℃为盘算时纯钛的相变点。。。。。各元素含量对（α＋β）/β相变点的影响[8－10]见表3。。。。。

盘算获得TC4相变点温度Tβ约为970℃。。。。。α＋β合金固溶处置惩罚温度通常选择在（α＋β）/β 相变点以下40～100℃，，，，，，，即两相区的上部温度规模，，，，，，，但不加热到β单项区，，，，，，，不然会爆发粗大晶粒，，，，，，，对韧性有害。。。。。凭证上述准则，，，，，，，选择固溶温度910、920和930℃举行工艺试验；；；；；；；固溶处置惩罚保温时间凭证质料尺寸在20～120min而定，，，，，，，凭证生产条件，，，，，，，设计为60～90min；；；；；；；固溶处置惩罚应迅速，，，，，，，通常为水冷或油冷，，，，，，，凭证现有条件，，，，，，，选择油冷方法。。。。。

1.3.3　时效参数设计

经查阅《热处置惩罚手册》等相关资料，，，，，，，α＋β合金时效处置惩罚温度一样平常为500～600℃，，，，，，，本试验划分选择500、520、540、560、580和600℃研究时效温度对性能的影响。。。。。时效处置惩罚保温时间凭证质料尺寸在2～8ｈ而定，，，，，，，凭证试件尺寸及生产条件，，，，，，，设计为3～4ｈ。。。。。

综上所述，，，，，，，工艺参数设计见表4。。。。。

1.4　磨练

在试料心部纵向取样，，，，，，，凭证标准GB/T　228-2002《金属质料　室温拉伸试验要领》制作成标准Ｒ4拉伸试样举行拉伸试验，，，，，，，凭证标准GB/T　229-2020《金属质料　夏比摆锤攻击试验要领》制作成标准室温夏比Ｕ攻击试样举行攻击试验。。。。。

2、工艺试验历程

对各专用试料举行编号，，，，，，，编号方法见表5。。。。。

划分凭证工艺1～工艺18对SL01－1～SL01－18、SL02－1～SL02－18、SL03－1～SL03－18的试料举行固溶、时效处置惩罚。。。。。固溶、时效完成后，，，，，，，对各试料举行力学性能检测（见表6～表8）。。。。。

3、检测效果剖析

3.1　有用尺寸20mm（SL01）检测效果剖析

3.1.1　差别固溶、时效温度对抗拉强度、延伸率、攻击吸收能量的影响

图1所示为有用尺寸20mm（SL01）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温抗拉强度。。。。。由图1可以看出，，，，，，，其抗拉强度随着时效温度的升高整体趋势先泛起降低，，，，，，，然后升高，，，，，，，随后又降低；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为500℃时，，，，，，，抗拉强度最好；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为560和580℃时，，，，，，，抗拉强度较好。。。。。图2所示为有用尺寸20mm（SL01）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温延伸率。。。。。由图2可以看出，，，，，，，其延伸率随着时效温度的升高整体趋势先泛起升高，，，，，，，然后降低，，，，，，，随后又升高；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为580和600℃时，，，，，，，延伸率较好；；；；；；；当固溶温度为930℃、时效温度为540和560℃时，，，，，，，延伸率最好。。。。。图3所示为有用尺寸20mm（SL01）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温攻击吸收能量。。。。。由图3可以看出，，，，，，，其攻击吸收能量随着时效温度的升高整体趋势先泛起升高，，，，，，，然后降低，，，，，，，随后又升高；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为520℃时，，，，，，，攻击吸收能量较好；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为600℃时，，，，，，，攻击吸收能量最好。。。。。

3.1.2　小结

在充分思量强韧性综合性能情形下，，，，，，，宜选用固溶温度910℃、时效温度520℃的工艺参数；；；；；；；当对强度要求较高、对韧性要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度920℃、时效温度560℃的工艺参数；；；；；；；当对韧性要求较高、对强度要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度920℃、时效温度600℃的工艺参数，，，，，，，但各性能指标波动不大。。。。。

3.2　有用尺寸30mm（SL02）检测效果剖析

3.2.1　差别固溶、时效温度对抗拉强度、延伸率、攻击吸收能量的影响

图4所示为有用尺寸30mm（SL02）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温抗拉强度。。。。。由图4可以看出，，，，，，，其抗拉强度随着时效温度的升高整体趋势先泛起降低，，，，，，，然后升高，，，，，，，随后又降低，，，，，，，最后又升高；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为560℃时，，，，，，，抗拉强度最好；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为580℃时，，，，，，，抗拉强度较好。。。。。

图5所示为有用尺寸30mm（SL02）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温延伸率。。。。。由图5可以看出，，，，，，，其延伸率随着时效温度的升高整体趋势先泛起降低，，，，，，，然后升高；；；；；；；当固溶温度为930℃、时效温度为580℃时，，，，，，，延伸率最好；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为520℃时，，，，，，，延伸率较好。。。。。图6所示为有用尺寸30mm（SL02）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温攻击吸收能量。。。。。

由图6可以看出，，，，，，，其攻击吸收能量随着时效温度的升高整体趋势先泛起降低，，，，，，，然后升高，，，，，，，随后又降低；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为520℃时，，，，，，，攻击吸收能量最好；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为500℃时，，，，，，，攻击吸收能量较好。。。。。

3.2.2　小结

在充分思量强韧性综合性能情形下，，，，，，，宜选用固溶温度920℃、时效温度540℃的工艺参数；；；；；；；当对强度要求较高、对韧性要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度910℃、时效温度560℃的工艺参数；；；；；；；当对韧性要求较高、对强度要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度910℃、时效温度520℃的工艺参数，，，，，，，但各性能指标波动不大。。。。。

3.3　有用尺寸40mm（SL03）检测效果剖析

3.3.1　差别固溶、时效温度对抗拉强度、延伸率、攻击吸收能量的影响

图7所示为有用尺寸40mm（SL03）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温抗拉强度。。。。。由图7可以看出，，，，，，，其抗拉强度随着时效温度的升高整体趋势先泛起升高，，，，，，，然后降低；；；；；；；当固溶温度为920℃、时效温度为560℃时，，，，，，，抗拉强度最好；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为540℃时，，，，，，，抗拉强度较好。。。。。图8所示为有用尺寸40mm（SL03）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温延伸率。。。。。由图8可以看出，，，，，，，其延伸率随着时效温度的升高整体趋势先泛起降低，，，，，，，然后升高，，，，，，，随后降低；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为560℃时，，，，，，，延伸率最好；；；；；；；当固溶温度为930℃、时效温度为580℃时，，，，，，，延伸率较好。。。。。图9所示为有用尺寸40mm（SL03）TC4钛合金在差别固溶、时效温度下的室温攻击吸收能量。。。。。由图9可以看出，，，，，，，其攻击吸收能量随着时效温度的升高整体趋势先泛起升高，，，，，，，然后降低，，，，，，，随后升高；；；；；；；当固溶温度为910℃、时效温度为520℃时，，，，，，，攻击吸收能量最好；；；；；；；当固溶温度为930℃、时效温度为580℃时，，，，，，，攻击吸收能量较好。。。。。

3.3.2　小结

在充分思量强韧性综合性能情形下，，，，，，，宜选用固溶温度920℃、时效温度540℃的工艺参数；；；；；；；当对强度要求较高、对韧性要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度920℃、时效温度560℃的工艺参数；；；；；；；当对韧性要求较高、对强度要求较低时，，，，，，，宜选用固溶温度910℃、时效温度520℃的工艺参数，，，，，，，但各性能指标波动不大。。。。。

4、结语

通过上述研究可以得出如下结论：

1）当固溶温度为910～930℃、时效温度为500～600℃时，，，，，，，温度转变对TC4钛合金力学性能影响较小。。。。。

2）思量现实生产历程中，，，，，，，需要举行批量生产，，，，，，，且生产的零件尺寸纷歧，，，，，，，团结生产，，，，，，，热处置惩罚历程的较优工艺参数为固溶温度910～920℃、时效温度520～560℃。。。。。

参考文献

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作者简介：霍进良（1981－），，，，，，，男，，，，，，，高级工程师，，，，，，，主要从事热处置惩罚加工工艺手艺等方面的研究。。。。。

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