TA15钛合金属于中强度钛合金，，是一种通用型高 Al当量近α型钛合金，，其名义成分为 Ti-6AL-2Zr-1Mo-1V。。其拥有较高的比强度、、抗蠕变性、、耐侵蚀及优良的焊接机能，，被宽泛利用于航空领域[1，，2]。。TA15 钛合金通常是在退火状态下使用，，合金的相组成是以α相为机体，，含有少量β相，，其重要强化机制是α不变元素 Al 的固溶强化[3]，，通常以为不能通过热处置进行强化，，但是在退火态合金中的β相含量与 TC4 中β相的含量比力靠近，，也有文件介绍通过热处置能够提高该合金的室温强度[4]，，可见 TA15 钛合金还是存在热处置强化的可能性。。本文重要是对大规格TA15钛合金棒材在 750℃ ~980℃内退火，，对其室温拉伸机能，，冲击机能及显微组织的影响法规。。

1、、 尝试资料和步骤

本文尝试所用资料为宝鸡钛业股份熔炼的TA15钛合金铸锭(3次VAR熔炼)，，其重要化学成分：：Al ：：6.7%~6.9%，，Mo ：：1.8%~1.9%，，Zr ：：2.2%~2.4%，，V ：：2.2%~2.3%，，O ：：0.10%~0.11%，，其余为 Ti。。经β相区开坯铸造，，α+β 相区多火次铸造成规格为 Φ300mm 棒材。。棒材锻态组织如图1 所示。。在该棒材上截取样段进行分歧退火温度的热处置试验，，其规划如表 1 所示。。热处置后，，依照国标测试其室温拉伸机能及冲击吸收功，，为钻研分歧退火温度对其显微组织的影响，，选取 Axiovert 200MAT 光学显微镜观察了 TA15 钛 合金在分歧温度下退火的组织描摹及初生α含量。。

2 、、了局与分析

2.1 分歧退火温度对 TA15 钛合金显微组织影响

由图 2 能够看出，，该合金在相变点以下较低温度热处置得到等轴组织 , 重要由初生等轴α相和转变β相组成（如图 2(a)、、(b)），，750℃，，800℃热处置组织同锻态组织相比无显著区别。。TA15 钛合金的再结晶起头温度为 800℃左右，，终了温度为 950℃左右[5]，，因而图中 (a)(b) 显微组织同锻态组织类似，，重要产生回复过程。。在 800℃以上热处置，，TA15合金不仅会产生α相和β相的再结晶，，还会产生亚稳β相的分化及次生α相的析出（如图 (g)）, 在 850℃下退火，，显微组织中有显著的针状次生α相析出，，且对比图 (c) ～ (g)，，其初生等轴α相称轴化水平提高，，初生α相含量略有降低，，次生α相增多。。

该合金在相变点以下较高温度领域内热处置后，，得到的组织为双态组织，，由初生等轴α相 + 次生α相 + 残存β相组成。。由图 2 能够看出，，从退火温度由 850℃升高到 940℃，，

初生α含量骤降，，由 55% 降为 30%。。次生α相大量增长，，且次生α长大并粗化。。退火温度由 940℃升高到 970℃，，其初生α相由 30% 降为 3%，，针状次生α相粗化、、长大、、变得平直，，形成较厚的α片层。。当退火温度为 980℃时，，初生等轴α相全数溶化，，由条状α相 +β 转变组织组成，，存在断续的α晶界。。

2.2 分歧退火温度对 TA15 钛合金力学机能的影响

2.2.1 退火温度对室温拉伸机能的影响

由图 3(a) 能够看出，，在相变点以下较低温度 750℃ ~850℃领域内退火，，随着退火温度的升高，，抗拉强度及屈服强度均出现先升高后降低的趋向，，均是在840℃时达到峰值，，抗拉强度达到1065MPa，，屈服强度达到952MPa，，由840℃升高到850℃时，，抗拉强度及屈服强度均有所降低。。750℃和800℃下的强度差距大不，，是由于该温度下合金重要产生了回复过程。。随着退火温度持续升高，，强度显著提高。。在850℃~960℃温度领域内退火，，随着退火温度升高，，抗拉强度和屈服强度均略有提高，，在970℃到980℃时，，强度产生骤降。。这与其显微组织状态密不成分。。在800℃~950℃退火时，，合金同时产生再结晶软化和次生α相的强化作用，，因而合金的机能取决于这两种成分在何时起重要作用。。在800-850℃领域内，，次生α相起主导作用，，因而在840℃达到峰值。。在940℃～970℃之间，，其组织均为双态组织，，析出的次生α相不再是少量而是大量的析出，，且显著长大并粗化，，对合金的强化作用减弱，，再结晶软化作用起主导职位，，因而，，合金的强度随着温度的升高略有降低。。

由图 3(b) 能够看出，，在相变点以下较低温度 750℃ ~850℃领域内退火，，随着退火温度的升高，，其断后伸长率和断面收缩率变动不大，，和强度呈相反法规。。但是在相变点以下较高温度940℃~960℃时，，其塑性增长较为显著。。在940℃时，，退火温度已根基靠近TA15钛合金的再结晶终了温度，，提高退火温度，，原子的热活动越发剧烈，，从而使合金内部的位错堆积等缺点迅速隐没，，变形畸变能得以迅速开释，，合金内部变形缺点齐全解除，，所以合金强度降落，，塑性又进一步得到提高。。由960℃升高到980℃，，其塑性骤降。。这是次生α相和初生α相综合作用的了局。。

2.2.2 退火温度对冲击机能的影响

由图 4 能够看出，，在相变点以下较低温度 750℃ ~850℃内退火，，除 750℃和 850℃两个点冲击偏低，，其余温度下冲击机能变动不显著。。但是退火温度升高到相变点以下较高温度 940℃时，，冲击机能显著提升，，这是由于随着退火温度的升高，，初生α相逐步削减，，次生α相增多且由针状长成条状。。随着退火温度持续升高，，950℃ ~970℃，，次生α相逐步由长条状长成短棒状或圆形，，从而导致冲击机能有所降低。。

但是在相变点以下较高温度退火，，940℃ ~970℃下退火冲击功的均匀值比在 750℃ ~850℃下退火提高了 36%，，切合双态组织的冲击机能高于等轴组织。。

3、、 结论

（1）TA15 钛合金在相变点以下较低温度退火得到等轴组织，，在较高温度退火得到双态组织。。

（2）在 750℃ ~850℃领域内退火，，随着退火温度的升高，，强度出现先升高后降低的趋向，，在 840℃达到峰值 ；其断后伸长率和断面收缩率变动不大，，和强度呈相反法规。。

（3）相变点以下高温区（940℃ ~970℃）退火的强度略低于低温区（750℃ ~850℃），，而冲击韧性远高于高温区，，即双态组织的冲击韧性高于等轴组织。。

（4）在 750℃ ~980℃领域内退火，，随着退火温度的升高，，再结晶过程更为充分，，初生α含量逐步削减，，次生α相逐步析出，，长大并粗化。。

参考文件：：

[1]谢英杰，，付文杰，，王蕊宁等 . 热处置对 TA15 钛合金中厚板材组织及力学机能的影响 [J]. 钛工业进展，，2013，，33（6）：：26-29.

[2]吕逸帆，，孟祥军，，李士凯等 . 退火热处置对 TA15 钛合金组织机能的影响 [J]. 资料开发与利用，，2009，，24(5) ：：7-11.

[3]沙爱学，，李兴无，，储俊鹏等 . 热处置工艺对 TA15 钛合金冲击机能的影响 [J] . 罕见金属，，2006，，30（6）：：26-29.

[4]张雷 .TA15 合金高温塑性行为及微观组织仿照钻研 [D]，，2013 ：：2-8.

[5]张晶宇 , 杨延清 , 陈 彦等 . 退火对 TA15 钛合金组织与机能的影响 [J]金属热处置，，2003，，28（3）：：45-48