TA24(Ti75)是低合金化Ti-3Al-2Mo-2Zr，系拥有我国自主知识产权的近α型合金，含有3%的α不变元素Al，对α相起固溶强化作用；；；含有2%的β不变元素Mo，起到强化β相并改善工艺塑性的作用；；；还含有中性元素Zr，改善金属的焊接机能。TA24钛合金名义成分的铝当量为3.5，钼当量为2，其重要机能特点是拥有比TA5更高的强度和更好的工艺塑性。该合金还拥有优良的焊接机能和耐侵蚀机能。

TA24钛合金最适合于制作状态复杂的板材冲压、焊接零部件，在舰船和医用领域获得宽泛利用，其重要半制品是板材、管材、棒材、锻件、型材。本文选取小规格棒材，钻研TA24钛合金棒材热处置制度以及组织与力学机能之间的匹配关系，为工业出产提供领导援手。

1、试验资料及步骤

为了进一步钻研热处置工艺与组织机能之间的匹配关系，试验选取宝钛集团真空自耗电弧炉经过二次熔炼的φ296mm小型铸锭在两相区铸造的φ16mm棒材，选取线切割取样，取样部位均为棒材头部中心部位，合金化学成分如表1所示。在棒材上截取样段进行750～900℃分歧温度及功夫的热处置试验，规划如表2所示。试验显微组织在Axiovert200MAT光学显微镜上观测，室温拉伸机能在Instron5885电子全能资料试验机上进行，室温冲击韧性在JNS-300摆锤式冲击试验机上进行。

2、试验了局及分析

2.1退火对显微组织的影响

图1为经过分歧温度和功夫热处置后的退火组织，能够看出TA24钛合金棒材经过分歧温度退火之后，组织为α相与β转变相，对比图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)能够看出：：随着退火温度的升高，其初生等轴α相称轴化水平提高，初生α相含量降低，再结晶晶粒长大，还伴随有次生α相增多。

对比图1(a)和图1(e)，当温度在750℃时，随着退火功夫的耽搁，显微组织变动不大。对比图1(b)、图1(c)与图1(f)、图1(g)，当温度在800～850℃时，随着退火功夫的耽搁，α相起头溶化，β相含量增长。对比图1(d)和图1(h)，当退火温度在900℃时，随着退火功夫的耽搁，α相晶粒显著长大。

2.2力学机能试验了局

试样整体按表2所示制度热处置后，室温拉伸力学机能见表3。如图2所示，TA24合金的抗拉强度与划定非比例延长强度随退火温度升高而降落，在保温2h时，抗拉强度降低了25MPa，划定非比例延长强度降低了25MPa。在保温4h时，抗拉强度降低了45MPa，划定非比例延长强度降低了30MPa。这是由于温度升高导致TA24合金组织内α相的尺寸随温度升高而变大，同时还伴有部门α相的溶化及β相成分的变动。随着保温功夫的耽搁这种变动会越发显著。晶粒尺寸的增大让合金的力学机能降低，且合金处在较长的保温功夫下组织内次生α相已经充分析出并长大，温度越高，次生α相粗化水平越大。

TA24合金的塑性随着退火温度的升高呈增长趋向，如图3所示。在保温2h时，断后伸长率共增长了1%，断面收缩率共增长了2%。在保温4h时，断后伸长率共增长了2%，断面收缩率共增长了3%。这是由于随着温度的升高，合金中的初生α相含量逐步降落，固然从合金的β相转变组织中析出次生α相，可能提升合金强度，但由于合金中等轴初生

α相含量降落较多，原始β相晶粒进一步长大，析出的次生α相引起的强度增长弱于由组织粗化引起的强度降落，从而导致TA24钛合金室温力学机能降低、塑性提高。这种变动随着保温功夫的耽搁越发显著。

由图4可知，750℃和900℃时冲击值最高，800℃时次之，850℃冲击值最低。随保温功夫耽搁，冲击指标先降落后升高。900℃×4h/AC的热处置制度冲击值最高。当退火温度在800～850℃时，随着热处置温度升高，初生α相体积分数减小，β相的体积分数增大，并且α相和β相的晶粒尺寸逐步增大，导致抗断裂韧性降落。当温度升高到900℃时，显微组织由β相转变组织占主导职位。形变畸变能开释，再结晶晶粒增多，次生α相长大，相界面增多。 由于β转变组织呈多变形，裂纹扩大时在合金组织中的扩大蹊径耽搁，抗断裂韧性升高。

结论

本文重要对两相区加工的TA24钛合金棒材进行了分歧温度及功夫的退火热处置，确定了力学机能和显微组织与退火温度的关系，具体结论如下：：

1）TA24钛合金随着热处置温度的升高，不仅有再结晶晶粒的长大，还伴随有α相的溶化和β相成分的变动；；；

2）随热处置温度提高，资料的抗拉强度和屈服强度指标略有降低，断面收缩率指标升高；；；

3）凭据对热处置制度钻研发现，750℃和900℃时冲击值最高，800℃时次之，850℃冲击值最低。