小序

TA15钛合金属于高Al当量的近α型钛合金，，，，，，，，其名义因素为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V。。。。。。。。该合金具有优异的焊接性能和工艺塑性，，，，，，，，可用于生产厚板、薄板、型材、锻件、模锻件、棒材和线材等，，，，，，，，在飞机发念头和飞机结构件中获得普遍的应用［1－3］。。。。。。。。

TA15钛合金通常是在通俗退火状态下使用，，，，，，，，其主要强化机制是α稳固元素Al的固溶强化，，，，，，，，一样平常以为不可通过热处置惩罚对其举行强化。。。。。。。。然而，，，，，，，，当对该合金因素举行调解，，，，，，，，使β稳固元素含量提高（β稳固系数K_β＞0.3）而落入（α＋β）两相合金规模时，，，，，，，，就保存通过热处置惩罚强化TA15钛合金的可能性。。。。。。。。

本研究对K_β＞0.3的TA15钛合金中厚板材在750～1010℃举行了热处置惩罚，，，，，，，，剖析了该区间内热处置惩罚对板材组织及室温力学性能的影响纪律，，，，，，，，旨在为TA15钛合金中厚板材的生产提供一定的有益参考。。。。。。。。

1、实验

1.1实验质料

实验用原质料为45mm厚的热轧TA15钛合金板材，，，，，，，，金相法测得其相变点为990～995℃，，，，，，，，其主合金因素见表1，，，，，，，，β稳固系数Kβ＝0.32。。。。。。。。

1.2实验计划

实验装备为箱式电阻炉（控温精度：±3℃），，，，，，，，热处置惩罚制度为（750～1010）℃×1ｈ／AC，，，，，，，，计划共分为9组，，，，，，，，其中1～8组为通俗退火，，，，，，，，退火温度依次为750、780、800、830、850、880、900、950℃；；；；；第9组为β退火，，，，，，，，退火温度为1010℃。。。。。。。。

室温性能测试接纳φ5mm的标准试样，，，，，，，，试样偏向为板材横向，，，，，，，，每组3个，，，，，，，，实验效果取其平均值。。。。。。。。

拉伸性能测试装备为instron-1185拉伸试验机。。。。。。。。显微组织（板材横截面）视察在OlympusMPG3金相显微镜上完成。。。。。。。。

2、效果与讨论

2.1退火温度对显微组织的影响

图1为经差别温度退火后TA15钛合金中厚板材的显微组织。。。。。。。。

从图1可以看出，，，，，，，，在两相区退火（750～950℃）后，，，，，，，，TA15钛合金中厚板材的组织均为双态组织，，，，，，，，即由初生α相＋针状（α＋β）相或初生α相＋次生α相＋剩余β相组成。。。。。。。。当退火温度为750℃时，，，，，，，，初生α相由等轴α相和部分长条α相组成。。。。。。。。当退火温度在780℃以上时，，，，，，，，初生α相基本均为等轴α相，，，，，，，，且随着退火温度的升高，，，，，，，，初生α相含量从约70％逐步降低至约30％（950℃退火时），，，，，，，，次生α相逐步析出并长大，，，，，，，，至880℃时次生α相显着长大；；；；；从900℃最先，，，，，，，，次生α相最先粗化；；；；；当退火温度为950℃时，，，，，，，，次生α相粗化显着。。。。。。。。在β相区1010℃退火时，，，，，，，，显微组织为细小的针状（α＋β）组织，，，，，，，，如图2ｉ所示，，，，，，，，其β晶粒粗大，，，，，，，，内部杂乱漫衍着细长、平直针状α相，，，，，，，，并且由于冷速慢而保存着晶界α相。。。。。。。。

本研究中的TA15钛合金现实上属于两相合金（Kβ＝0.32），，，，，，，，其再结晶最先温度约为800℃，，，，，，，，再结晶终了温度约为950℃。。。。。。。。因而在800℃以下，，，，，，，，如750～780℃退火时，，，，，，，，合金主要爆发回复历程。。。。。。。。由于爆发了多边形化历程而形成亚结构，，，，，，，，其组织形貌仍保存热轧态组织，，，，，，，，例如动态再结晶形成的等轴α相以及变形压扁的长条α相等。。。。。。。。在800～950℃退火时，，，，，，，，合金组织不但爆发α相和β相的再结晶，，，，，，，，同时还会爆发亚稳β相剖析及次生α相的析出：①在800～880℃退火时，，，，，，，，随着退火温度的升高，，，，，，，，组织中长条状次生α相逐渐析出，，，，，，，，初生α相逐步等轴化；；；；；②880℃以上退火，，，，，，，，次生α相显着长大并粗化，，，，，，，，同时初生α相结晶更充分、晶粒逐渐长大。。。。。。。。当β退火空冷后，，，，，，，，形成了粗大魏氏体以及晶界α相。。。。。。。。

2.2退火温度对拉伸性能的影响

图2为经差别温度退火后TA15钛合金中厚板材的室温拉伸性能。。。。。。。。由图2ａ可以看出，，，，，，，，当退火温度在750～880℃时，，，，，，，，随着退火温度的升高，，，，，，，，抗拉强度和屈服强度均泛起先降低后升高的趋势，，，，，，，，且两者在880℃均抵达峰值，，，，，，，，其中抗拉强度约增添86MPa，，，，，，，，屈服强度约增添19MPa；；；；；在880℃以上时，，，，，，，，强度均随着退火温度的升高而下降，，，，，，，，尤其是β退火后，，，，，，，，强度降幅更显著，，，，，，，，如抗拉强度和屈服强度划分降低了80MPa和138MPa。。。。。。。。显然退火温度对抗拉强度和屈服强度的影响纪律概略上是一致的，，，，，，，，但在详细转变幅度和区间上，，，，，，，，两者有一定的区别，，，，，，，，如在750～880℃退火时，，，，，，，，抗拉强度在780℃周围泛起细小的波谷，，，，，，，，而屈服强度在850℃周围泛起谷值，，，，，，，，其中抗拉强度和屈服强度在波峰和波谷的差值划分为95MPa和110MPa。。。。。。。。由抗拉强度和屈服强度的差值曲线同样可以看出，，，，，，，，在750～780℃时，，，，，，，，两者的转变幅度基本一致；；；；；在780℃以上，，，，，，，，两者的差值迅速变大（屈服强度的转变卦显著）并在850℃周围密达第一个峰值（约为117MPa）；；；；；在850～900℃时，，，，，，，，两者的转变幅度逐步缩。。。。。。。。，，，，，，，在900℃泛起谷值（约为92MPa）；；；；；在780℃之后，，，，，，，，两者的差值又迅速拉大（屈服强度的降幅更显著），，，，，，，，在1010℃时抵达第二个峰值（约为171MPa）。。。。。。。。对9组强度数据举行统计剖析可知，，，，，，，，抗拉强度的平均波动为2.4％，，，，，，，，最大波动为5.5％；；；；；屈服强度的平均波动为4.4％，，，，，，，，最大波动为10.1％（泛起在1010℃，，，，，，，，β退火时），，，，，，，，这也说明在750～1010℃退火时，，，，，，，，屈服强度的波动较抗拉强度要更强烈。。。。。。。。由图2ｂ可以看出，，，，，，，，在750～880℃时，，，，，，，，随着退火温度的升高，，，，，，，，延伸率和断面缩短率均泛起先升高后降低的趋势，，，，，，，，且两者均在880℃泛起波谷；；；；；在880℃以上时，，，，，，，，塑性随退火温度的升高而升高，，，，，，，，且在950℃泛起峰值；；；；；当退火温度处于β相区（1010℃）时，，，，，，，，塑性急剧下降，，，，，，，，延伸率和断面缩短率划分为10％和18％，，，，，，，，两者仅约为两相区退火时的50％。。。。。。。。

泛起上述征象的缘故原由是在800℃以下退火时，，，，，，，，板材因爆发回复而消除了热轧历程爆发的内应力，，，，，，，，因而在性能上体现为强度下降而塑性升高；；；；；在800～950℃退火时，，，，，，，，板材同时爆发再结晶软化和次生α相强化历程，，，，，，，，因而退火后TA15钛合金中厚板材的性能转变取决于这两种因素何时起主导作用。。。。。。。。其中，，，，，，，，在800～880℃退火时，，，，，，，，由于次生α相的强化占主导作用，，，，，，，，因而板材的抗拉强度随退火温度的升高而增大，，，，，，，，且在880℃抵达峰值。。。。。。。。880℃以上退火，，，，，，，，次生α相显着长大并粗化，，，，，，，，其强化作用大大削弱，，，，，，，，这时再结晶软化作用占主导职位，，，，，，，，因而板材的抗拉强度随退火温度的升高而降低。。。。。。。。当在1010℃β退火时，，，，，，，，由于组织中保存粗大魏氏体以及晶界α相而使强度和塑性同时急剧下降。。。。。。。。关于800～880℃退火时，，，，，，，，屈服强度与抗拉强度转变纪律纷歧致（例如在830～850℃泛起谷值）的问题，，，，，，，，可用亚稳β相的剖析来诠释［4］。。。。。。。。这是由于亚稳β相剖析历程可促使合金在较低应力下举行塑性变形，，，，，，，，从而引起屈服强度的急剧降低。。。。。。。。

有研究批注［5］，，，，，，，，两相合金的断面缩短率与初生α相含量有亲近关系。。。。。。。。本研究中，，，，，，，，在800～950℃退火时，，，，，，，，初生α相的含量约为70％～30％，，，，，，，，其断面缩短率始终坚持在40％以上，，，，，，，，波动并不十分显著。。。。。。。。而一样平常地，，，，，，，，合金在室温拉伸试验时其塑性与强度呈相反纪律转变。。。。。。。。

3、结论

（1）在两相区和β相区退火后，，，，，，，，TA15钛合金的组织划分为双态组织和魏氏组织；；；；；两相区退火时，，，，，，，，随退火温度的升高，，，，，，，，再结晶历程更充分，，，，，，，，次生α相逐步析出、长大直至显着粗化。。。。。。。。

（2）在750～950℃规模内，，，，，，，，室温强度随退火温度的升高先降低后升高再降低，，，，，，，，在880℃周围泛起峰值。。。。。。。。而室温塑性总体上波动较。。。。。。。。，，，，，，，与室温强度呈相反转变趋势，，，，，，，，即随退火温度的升高先升高后降低再升高，，，，，，，，在880℃和950℃划分泛起谷值和峰值。。。。。。。。

（3）与两相区退火相比，，，，，，，，β相区退火后，，，，，，，，板材的强度和塑性均急剧下降。。。。。。。。

（4）在整个退火温度（750～1010℃）规模内，，，，，，，，屈服强度关于退火温度的转变卦敏感，，，，，，，，其波动幅度比抗拉强度的更大。。。。。。。。

参考文献

［1］吕逸凡，，，，，，，，孟祥军，，，，，，，，李士凯，，，，，，，，等．退火热处置惩罚对TA15钛合金组织和性能的影响［Ｊ］．质料开发与应用，，，，，，，，2009，，，，，，，，24（5）：7－12．

［2］沙爱学，，，，，，，，李兴无，，，，，，，，储俊鹏．TA15钛合金的通俗退火［Ｊ］．有数金属，，，，，，，，2003，，，，，，，，27（1）：213－215．

［3］朱知寿，，，，，，，，王新南，，，，，，，，童路，，，，，，，，等．中国航空结构用新型钛合金研究［Ｊ］．钛工业希望，，，，，，，，2007，，，，，，，，24（6）：28－32．

［4］王玉会，，，，，，，，李艳，，，，，，，，张旺峰，，，，，，，，等．差别变形量TA15钛合金的热处置惩罚行为［Ｊ］．中国有色金属学报，，，，，，，，2010，，，，，，，，20（1）：641－646．

［5］张旺峰，，，，，，，，曹春晓，，，，，，，，李兴无，，，，，，，，等．β热处置惩罚TA15钛合金对力学性能的影响纪律［Ｊ］．有数金属质料与工程，，，，，，，，2004，，，，，，，，33（7）：768－770．