小序

钛及钛合金质料因其自身的优异特征，，，，，，如密度低、耐低温、耐高温、比强度高、耐侵蚀性佳等诸多优点成为众多学科的研究工具[1-3]。。。。。。。。钛及钛合金质料不但在航空航天、船舶制造、化工、武器等工业领域普遍应用，，，，，，在超导质料领域、医学质料领域也施展着主要作用[4-6]。。。。。。。。而 TC11 钛合金作为众多 α+β 型热强钛合金中热强性能好的合金之一，，，，，，是新型航空装备上最先应用的一种新型钛合金，，，，，，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[7?10] 。。。。。。。。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[11?13]。。。。。。。。

现在海内外学者已在热处置惩罚制度对 TC11 的相演变行为及力学性能方面有了大宗研究，，，，，，如王金惠等]14]通过接纳正交实验法，，，，，，试验出了固溶处置惩罚与时效应处置惩罚的最佳处置惩罚温度与时间；；；；；；王宏权等[15]研究了 β 铸造温度及固溶温度对组织和力学性能的影响，，，，，，效果批注，，，，，，固溶温度的升高会导致初生 α 相含量镌汰，，，，，，合金强度下降。。。。。。。。但大宗文献中其高温性能与组织演变之间的内在关系研究较少。。。。。。。。本文以 TC11 钛合金为研究工具，，，，，，通过改变热处置惩罚制度，，，，，，研究差别热处置惩罚工艺下 TC11 钛合金显微组织结构与高温力学性能之间的内在联系，，，，，，为进一步对该合金的应用及生长提供基本参数和性能指标。。。。。。。。

1 实验质料与要领

1.1 实验质料

实验所用 TC11 合金接纳粒度适度的海绵钛、海绵铝、铝钼合金、钛硅合金、二氧化钛、铝豆等。。。。。。。。按名义配比举行预混，，，，，，将混料匀称的质料压制成电极块，，，，，，再将电极块凭证混料顺序交织排枚举行真空焊接，，，，，，经由 3 次真空熔炼获得铸锭，，，，，，经开坯、铸造及棒圆工艺加工成 φ300 mm 的棒材(相变点为 1010~1015 ℃)。。。。。。。。棒材质料的化学因素见表 1。。。。。。。。

表 1 TC11合金化学因素（质量分数/%）

1.2 实验要领

对 TC11 合金举行热处置惩罚（热处置惩罚制度见表 2）。。。。。。。。经热处置惩罚后的试样接纳徕卡金相显微镜(LEICA DM2700M)视察微观组织形貌特征，，，，，，并获取金相组织照片。。。。。。。。通过 INSTRON 万能试验机测试合金的室温及高温(500、700、900 ℃)力学性能，，，，，，拉伸速率均为 1 mm/min，，，，，，每组测试 3 个平行试样取平均值。。。。。。。。

表 2 热处置惩罚制度

2、试验效果与讨论

2.1 显微组织剖析

图 1 是 TC11 钛合金差别退火工艺处置惩罚后的显微组织照片。。。。。。。。由图可见，，，，，，经热处置惩罚后，，，，，，TC11 钛合金的显微组织由初生等轴 α 相、针状次生 α 相和 β 相组成。。。。。。。。随着热处置惩罚温度的逐渐升高，，，，，，初生等轴 α 相的晶粒尺寸增大，，，，，，百分含量占比逐渐减。。。。。。。。，，，，，β 相含量占比逐渐增大，，，，，，并且陪同着针状次生 α 相的增多。。。。。。。。这是由于在热处置惩罚温度靠近相变点的历程中，，，，，，初生等轴 α 相的热稳固性下降，，，，，，随着温度的升高逐渐回溶，，，，，，使得合金中的初生等轴 α 相镌汰，，，，，，β 相含量增大，，，，，，析出针状次生 α 相的驱动力增强，，，，，，从而使冷却历程中的针状次生 α 相含量的升高且细小弥散，，，，，，同时未消融的初生等轴 α 相晶粒逐渐长大[16]。。。。。。。。

2.2 热处置惩罚温度对室温力学性能的影响

表 3 是差别热处置惩罚制度下 TC11 的室温力学性能数据。。。。。。。？？？？？梢苑⒚鳎，，，，，随着热处置惩罚温度的升高，，，，，，抗拉伸强度(R m )和屈服强度(R0.2 p0.2 )呈下降趋势，，，，，，断裂伸长率(A)和断面缩短率(Z)泛起先升高后下降的趋势。。。。。。。。其中，，，，，，热处置惩罚 A 制度和热处置惩罚 B 制度下的 TC11 合金抗拉强度和屈服强度相差不大，，，，，，可是断裂伸长率与断面缩短率方面有显着差别，，，，，，在热处置惩罚 B 制度下 TC11 合金会获得更高的塑性，，，，，，因此在热处置惩罚 B 制度(960 ℃×2 h, AC+530 ℃×6 h, AC)下会获得优异的强塑性匹配，，，，，，此时 R m 为 1 089 MPa，，，，，，R0.2 p0.2 为 976 MPa，，，，，，A 为 19%，，，，，，Z 为 51%。。。。。。。。

表 3 差别热处置惩罚制度下TC11的室温力学性能

2.3 热处置惩罚温度对高温力学性能的影响

图 2 是差别热处置惩罚制度下对 TC11 高温力学性能的影响，，，，，，表 4 是差别热处置惩罚制度下 TC11 的高温力学性能数据。。。。。。。？？？？？梢苑⒚鳎，，，，，在统一热处置惩罚制度下，，，，，，随着测试温度的升高，，，，，，合金 R_m 和 R_p0.2 呈下降趋势，，，，，，A 和 Z 泛起升高的趋势。。。。。。。。

表 4 差别热处置惩罚制度下TC11的高温力学性能

2.4 高温拉伸断口剖析

图 3 是差别热处置惩罚制度下 TC11 的高温拉伸断口照片。。。。。。。？？？？？梢钥闯 500 ℃高温拉伸断口部分展现为“台阶”状的裂痕，，，，，，泛起部分韧性断裂特征，，，，，，但不是很显着，，，，，，其断口形貌为解理断裂，，，，，，体现为韧性较差；；；；；；而 900 ℃高温拉伸断口泛起出巨细不等的韧窝状结构，，，，，，为韧性断裂特征。。。。。。。。

3 结论

1）随着热处置惩罚温度的逐渐升高，，，，，，初生等轴 α 相的晶粒尺寸增大，，，，，，百分含量占比逐渐减。。。。。。。。，，，，，β 相含量占比逐渐增大，，，，，，并且陪同有针状次生 α 相的增多。。。。。。。。

2）在室温使用情形下，，，，，，TC11 合金在热处置惩罚 B 制度(960 ℃×2 h, AC+530 ℃×6 h, AC)下会获得优异的强塑性匹配，，，，，，此时抗拉伸强度为 1 089 MPa，，，，，，屈服强度为 976 MPa，，，，，，断裂伸长率为 19%，，，，，，断面缩短率为 51%。。。。。。。。

3）在 500 ℃高温使用情形下，，，，，，热处置惩罚 A 制度(950 ℃×2 h, AC+530 ℃×6 h, AC)下合金的力学性能最优，，，，，，抗拉伸强度为 771 MPa，，，，，，屈服强度为 584 MPa，，，，，，断裂伸长率为 19%，，，，，，断面缩短率为 71%，，，，，，相比于热处置惩罚 C 制度(970 ℃×2 h, AC+530 ℃×6 h, AC)下处置惩罚划分提高了 8.2%、6.3%、35%、73%。。。。。。。。

4）在 500 ℃以上使用情形下，，，，，，晶粒越细小的合金，，，，，，高温强度反而降低，，，，，，与室温力学性能恰恰相反，，，，，，此时为获得优异的强塑性匹配，，，，，，选用热处置惩罚制度 B(960 ℃×2 h, AC+530 ℃×6 h, AC)最佳。。。。。。。。

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