钛及钛合金具有强度高、耐高温、耐侵蚀、无磁性等众多优异性能，， ，，，，，导致其在众多领域都有十分普遍的应用，， ，，，，，例如：海洋工程、石油勘探、化学化工、航天航空等领域[１]。 。。。。。。TC18钛合金为一种十分常见的高强高韧钛合金，， ，，，，，其名义因素是Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，， ，，，，，由于该合金具有优异的力学性能，， ，，，，，以是其在飞机升降架、飞机承重梁等大型承力结构件中有十分普遍的使用[２]。 。。。。。。
由于TC18钛合金的普遍使用，， ，，，，，海内外学者对该合金的研究同样十分普遍，， ，，，，，熊智豪等[３]对TC18钛合金棒材举行了多火次铸造加工，， ，，，，，对“高－低－高－低”工艺举行剖析，， ，，，，，得出了该合金在多火次铸造加工中β相的织构演变纪律。 。。。。。。朱雪峰等[４]对TC18钛合金在单相区固溶后泛起的黑斑举行剖析，， ，，，，，发明这是由于未完全再结晶β晶粒内的亚晶以及位错所致。 。。。。。。
虽然现在对TC18钛合金的研究是十分普遍，， ，，，，，但大大都以铸造加工为主，， ，，，，，相比于铸造加工，， ，，，，，热处置惩罚具有高效、快捷、利便等优点，， ，，，，，故本文选择直径为400mm的大规格TC18钛合金棒材，， ，，，，，对其举行热处置惩罚，， ，，，，，研究热处置惩罚、微观组织、力学性能三者之间的关系，， ，，，，，为大规格TC18钛合金棒材在现实工程中的应用作出响应参考。 。。。。。。
1、试验质料与要领
选用直径为400mm的大规格TC18钛合金棒材作为试验质料，， ，，，，，棒材经三次真空自耗熔炼炉熔炼并经多火次铸造而成，， ，，，，，对试验用棒材举行化学因素测试，， ，，，，，测得棒材详细化学因素为：51％Al、51％Mo、48％V、0.9％Cr、0.8％Fe、Ti余量。 。。。。。。接纳金相法对试验用棒材举行相变点检测，， ，，，，，测得棒材相转变温度为880～885℃。 。。。。。。随后将试验用TC18钛合金棒材举行切割加工，， ，，，，，从切割完成的试样中举行取样加工，， ，，，，，视察棒材金相组织，， ，，，，，并测试棒材拉伸性能与攻击性能，， ，，，，，其中金相组织视察使用型号为Axiomatic型光学显微镜，， ，，，，，拉伸性能测试使用Instron型电子万能试验机，， ，，，，，攻击性能测试使用DJK-1型试验机测试。 。。。。。。
2、试验效果与讨论
2.1原始锻态组织
棒材原始锻态金相组织如图１所示，， ，，，，，由图１可得，， ，，，，，棒材横向以及纵向金相组织十分靠近，， ，，，，，并无显着差别，， ，，，，，棒材原始锻态金相组织由粗大β晶粒组成，， ，，，，，保存显着晶界，， ，，，，，在晶界周围有细小α相保存，， ，，，，，在粗大β晶粒内部同样保存较多细小α相，， ，，，，，经测试组织中平均晶粒尺寸为0.4603mm，， ，，，，，最大晶粒尺寸为1.255mm。 。。。。。。
2.2 热处置惩罚后金相组织
使用箱式电阻炉对试验用TC18钛合金棒材举行热处置惩罚，， ，，，，，详细热处置惩罚制度为835℃／2h炉冷至750℃／２ｈＡＣ＋６２０℃／４ｈＡＣ，， ，，，，，其中ＡＣ体现室温冷却，， ，，，，，合金经热处置惩罚后的横向与纵向金相组织如图２所示，， ，，，，，由图２可知，， ，，，，，合金横向与纵向金相组织相差较小，， ，，，，，经热处置惩罚后的金相组织主要由晶界α与次生α相组成。 。。。。。。
原始锻态组织中的粗大晶粒在铸造历程中爆发扭转、拉长、破碎，， ，，，，，随后在第一阶段（835℃／2h炉冷至750℃／2hＡＣ）加热历程中，， ，，，，，组织内会爆发再结晶，， ，，，，，铸造加工时形成的破碎晶粒；；；；；；；嶙鸪晌淮砻芏冉系偷男【Я，， ，，，，，释放变形储能，， ，，，，，在750℃保温历程中，， ，，，，，在原始晶界位置的小晶粒；；；；；；；嶂鸾コご，， ，，，，，故组织中泛起晶界α。 。。。。。。同时可以发明，， ，，，，，组织中可见显着的β转变组织，， ，，，，，合金在履历620℃／4hＡＣ的第二次退火处置惩罚后，， ，，，，，会提高组织的稳固性，， ，，，，，同时组织中的亚稳固β相会举行剖析，， ，，，，，析出长条状的次生α相，， ，，，，，与晶界α组成β转变组织。 。。。。。。
2.3 热处置惩罚后力学性能
合金经加热处置惩罚后的力学性能见表１，， ，，，，，由表１可知，， ，，，，，合金横向与纵向力学性能较为靠近，， ，，，，，无显着差别，， ，，，，，说明TC18钛合金棒材匀称性优异，， ，，，，，无显着各向异性。 。。。。。。在拉伸性能方面，， ，，，，，划分测试棒材的抗拉强度（Rm），， ，，，，，屈服强度（Rp0.2），， ，，，，，断后延伸率（Ａ）以及断面缩短率（Ｚ），， ，，，，，可以发明，， ，，，，，合金在具有较高强度同时，， ，，，，，并具有较好的塑性，， ，，，，，这是由于合金经热处置惩罚后，， ，，，，，组织中包括大宗的细小次生α相，， ，，，，，导致拉伸历程中位错的滑移距离减小，， ，，，，，大宗细小次生α相会增添组织中位错线的密度以及匀称性，， ，，，，，在晶界处形成的位错塞积减小，， ，，，，，这会推迟在拉伸历程中朴陋的生长，， ，，，，，导致在爆发断裂前期，， ，，，，，拉伸试样会爆发较大形变，， ，，，，，导致合金塑性较高[５]。 。。。。。。在攻击性能方面，， ，，，，，测试棒材的攻击吸收功（J）与攻击韧性（J/cm2），， ，，，，，可以发明，， ，，，，，棒材横向与纵向攻击性能靠近，， ，，，，，差别较小。 。。。。。。通常情形下，， ，，，，，影响合金攻击性能的因素主要有组织内部裂纹开动以及裂纹延伸所需要的能量，， ，，，，，故合金组织的抗裂纹开动以及抗裂纹延伸能力是影响合金攻击性能的实质[６]，， ，，，，，TC18钛合金棒材在测试攻击性能时，， ，，，，，会受到组织中α相的形貌尺寸以及含量的影响，， ，，，，，攻击裂纹通常在α／β相界处或者α／β晶粒的晶界爆发。 。。。。。。由于合金经热处置惩罚后，， ，，，，，组织中含有大宗次生α相，， ，，，，，当裂纹形成并举行扩展的历程中，， ，，，，，裂纹扩展的尖端在与次生α相相遇时，， ，，，，，裂纹扩展的偏向会爆发偏移，， ，，，，，顺着次生α相的位向偏向扩展，， ，，，，，由于组织中次生α相含量较多且交织排列，， ，，，，，会导致裂纹爆发不一连扩展，， ，，，，，增添扩展路径长度，， ，，，，，导致合金的攻击吸收功与攻击韧性较高[８]。 。。。。。。
2.4 断口微观形貌
棒材拉伸性能与攻击性能的断口微观形貌如图３所示，， ，，，，，在拉伸性能方面，， ，，，，，图３ａ、图３ｂ划分为横向与纵向的拉伸断口微观形貌，， ，，，，，二者的断口微观形貌均以等轴状韧窝为主，， ，，，，，韧窝尺寸较大且深度较深，， ，，，，，韧窝的形貌会反应合金的塑性性能，， ，，，，，当韧窝数目较多且深度较深时，， ，，，，，合金的塑性较高，， ，，，，，反之亦然[７]。 。。。。。。由图３ａ、图３ｂ可知，， ，，，，，该棒材具备较好的塑性，， ，，，，，且对抗裂纹扩展的能力较差，， ，，，，，容易知足拉伸历程中裂纹扩展所需要的条件，， ，，，，，组织内部的裂纹在扩展历程中，， ，，，，，即可顺着晶界处爆发扩展，， ，，，，，也可举行穿晶扩展，， ，，，，，宏观体现为棒材塑性较好。 。。。。。。在攻击性能方面，， ，，，，，图３ｃ、图３ｄ划分为横向与纵向的攻击断口微观形貌，， ，，，，，二者的断口形貌同样是以等轴状韧窝为主，， ，，，，，这与拉伸历程中裂纹扩展路径相近，， ，，，，，攻击断口微观形貌的韧窝起到吸收能量的效果，， ，，，，，韧窝的深度与尺寸能体现出合金在受到攻击应力时的状态和组织中裂纹的扩展性，， ，，，，，同时体现出合金裂纹扩展路径的曲折水平，， ，，，，，当韧窝较多且尺寸较大时，， ，，，，，合金的攻击吸收功与攻击韧性较高[８]。 。。。。。。
3、结论
1）棒材的原始锻态金相组织由粗大β晶粒组成，， ，，，，，保存显着的晶界，， ，，，，，在晶界周围有细小α相保存，， ，，，，，在粗大β晶粒内部同样保存细小α相，， ，，，，，经热处置惩罚后，， ，，，，，组织中泛起了由颗粒状形成的晶界α。 。。。。。。
2）经热处置惩罚后，， ，，，，，棒材的横向与纵向力学性能较为靠近，， ，，，，，无显着各向异性。 。。。。。。
3）拉伸性能与攻击性能断口微观形貌均以等轴状韧窝为主，， ，，，，，韧窝尺寸较大且深度较深。 。。。。。。
参考文献：
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