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钛合金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 。
一、尝试步骤
1、尝试资料
本钻研选取热轧工艺出产的两批次厚度10 mmTC4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10 mm 后未经热处置，以热轧状态选取水切割方式取试样坯 。
2、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60 min，冷却方式为空气冷却 。
3、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/T 229—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ASTM E647-15，测试方向为横向 。
2、了局与会商
1、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钛板材，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 58.3 J/cm2；经 900 ℃ 热处置后冲击韧性最大，均匀达到 82.3 J/cm2 。
高氧 TC4(B) 板 材经 780 ℃ 热 处置后冲击韧性最幼，均匀达到33.7 J/cm2；在 940 ℃ 热处置后冲击韧性最大，均匀达到 51.3 J/cm2 。
2、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 。
2、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 。
三、实现语
TC4钛合金板经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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