TC4(Ti-6Al-4V)是目前用量最大、用处最为宽泛迪胙合金

。通过分歧的加工工艺扭转TC4钛板材的显微组织描摹，并使资料出现出多样化的机能特点，对于深刻挖掘资料机能潜能，扩大资料利用场景有较大意思

。资料韧性是资料变形时吸收能量的能力，常用冲击韧性和断裂韧性指标来表征资料韧性的曲直[1]

。本文通过对低间隙和高氧TC4板材进行分歧热处置温度退火，钻研了热处置温度对板材冲击韧性、显微组织和裂纹扩大速度的影响法规

。

1、尝试步骤

尝试资料

本钻研选取热轧工艺出产的两批次厚度10mmTC4板材，两批次板材别离编号为板材A、B

。板材A为低间隙(ELI)TC4成分，板材B为高氧TC4成分(化学成分见表1)

。板材热轧至10mm后未经热处置，以热轧状态选取水切割方式取试样坯

。

板材热处置

使用高精度箱式热处置炉(±2℃)对试样坯进行热处置，拔取TC4再结晶温度领域进行再结晶退火热处置(见表2)，热处置功夫均为60min，冷却方式为空气冷却

。

机能测试

测试板材冲击韧性和裂纹扩大速度以表征板材韧性，其中板材冲击韧性尝试步骤执行GB/T229—2007，测试方向为横向，每个热处置造度测试三个样

。裂纹扩大速度尝试步骤执行ASTME647-15，测试方向为横向

。

2、了局与会商

冲击韧性

表3为热轧态及经分歧温度热处置后低间隙TC4(A)及高氧TC4板材(B)的横向室温冲击韧性测试数据

。从表3能够看出，在各热处置造度下低间隙TC4板材室温冲击韧性均高于高氧TC4板材，降低板材氧含量能够提高板材塑性，降低强度水平，降低资料的脆性偏差，提高板材受表力冲击时的能量吸收功，从而提高板材冲击韧性[2]

。

从表3能够看出，在700~980℃领域内随着退火温度升高，板材A和B的冲击韧性值均出现出先降落后上升再降落的法规

。低间隙TC4(A)板材经780℃热处置后冲击韧性最幼，均匀达到58.3J/cm²；经900℃热处置后冲击韧性最大，均匀达到82.3J/cm²

。高氧TC4(B)板材经780℃热处置后冲击韧性最幼，均匀达到33.7J/cm²；在940℃热处置后冲击韧性最大，均匀达到51.3J/cm²

。

显微组织

图1为板材A、B在热轧态及冲击韧性值最幼、最大时对应热处置造度下的显微组织图片

。

从图1能够看出，板材A、B热轧态显微组织均为初生等轴状及长条状α+次生α+β转变组织，板材A的次生α含量较板材B略多

。经780℃热处置后，板材产生再结晶及晶粒长大，板材A、B显微组织类型与热轧态一样，但初生等轴状及长条状α均产生显著长大

。

板材A经900℃热处置后，板材显微组织为初生等轴状α+片层状α+β转变组织组成的双态组织

。板材B经940℃热处置后，板材显微组织同样出现出双态组织，但与板材A相比，板材B的初生等轴状α含量较少，片层状α含量较多且较为粗壮

。

等轴状α组织通常拥有较好的强度、塑性和抗委顿裂纹萌活力能，片层状α则拥有较好的断裂韧性和抗委顿裂纹扩大机能，双态组织则很好的综合了等轴和片层状组织在资料机能方面的利益，较为平衡的抑造了裂纹萌生和扩大过程，提高资料韧性

。与板材B相比，板材A等轴状α含量更多，有利于提高板材整体塑性，降低α晶粒萌生裂纹的偏差；板材A片层状α更为藐幼，晶界占比更大，有利于使室温下沿晶裂纹扩大蹊径崎岖化

。

裂纹扩大速度

板材A经780℃、900℃热处置后及板材B经780℃热处置后横向裂纹扩大速度别离代表低间隙板材冲击韧性值最幼、最大及高氧板材冲击韧性值最幼状态下板材横向裂纹扩大速度情况

。板材A经900℃热处置后裂纹扩大速度最低；经780℃热处置后次之；板材B经780℃热处置后裂纹扩大速度最高；在裂纹扩大阶段3种板材裂纹扩大速度的差距更为显著

。此表，板材B中较高的氧含量(0.18%)会加剧晶粒尺寸对裂纹扩大速度的影响水平[3]

。上述法规与冲击韧性了局对资料的韧性评价了局相一致，冲击韧性值越高，裂纹扩大速度越低，资料变形和断裂时吸收的能量越高，资料抵抗变形和断裂的能力越强

。

3、实现语

TC4钛合金板材经780℃热处置后显微组织类型为初生等轴状及长条状α+次生α+β转变组织，冲击韧性低，裂纹扩大速度高；经900~940℃热处置后显微组织类型为双态组织，冲击韧性高，裂纹扩大速度低

。板材氧含量对板材韧性影响显著，降低氧含量会显著提高板材冲击韧性，降低板材裂纹扩大速度

。

参考文件

[1]郑建麟.资料的力学机能.西安:西北工业大学出版社,2000

[2]张翥,王群骄,莫畏.钛的金属学和热处置.北京:冶金工业出版社,2009

[3]莱茵斯,皮特尔斯.钛与钛合金.北京:化学工业出版社,2005

作者简介：高飞(1986—)，男，陕西宝鸡人，硕士，2012年毕业于西安理工大学资料科学与工程专业，钻研方向：钛脊合金加工

。通讯地址：721014陕西省宝鸡市钛城路1号宝钛集团，E-mail：gaofei_828@qq.com

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