1、序言

TC11钛合金是新型航空设备上起头利用的一种α-β型钛合金，，该合金是一种综合机能优良的热强钛合金，，在500℃以下拥有优异的热强机能（高温强度、蠕变抗力等），，并拥有较高室温强度及优良的热加工工艺机能，，重要利用于航空发起机压气机盘、叶片、鼓筒及飞机结构件等零件。。。随着航空领域技术的不休发展，，航空零件的制作对钛合金的机能提出了较高的要求，，其机能与资料内部组织结构亲昵有关，，通过选取相宜的热处置工艺进行内部显微组织的调控，，可获得拥有优异组织机能的钛合金零件 [1-4] 。。。

本文钻研了TC11钛合金在双重退火和固溶时效两种热处置工艺下的组织和机能特点，，确定了固溶时效工艺作为提高抗拉强度的最终强化热处置工艺，，并进行分歧固溶、时效工艺参数的热处置试验，，分析了TC11钛合金固溶时效工艺参数-显微组织-力学机能之间的相互影响机制，，并对固溶和时效工艺参数进行优化分析，，得到了可获得良好组织机能的强化热处置工艺组合，，达到了图样对零件力学机能的要求，，且为后续的TC11钛合金理论钻研堆集了丰硕的数据，，拥有重要的理论和工程现实意思。。。

2、试验资料及步骤

2.1 试验资料及规格

本钻研试验用T C11钛合金的化学成分经入厂复验合格，，其含量切合GJB-2218A—2008标 准 中 的 成 分 要 求 。。。 热 处 理 工 艺 试 棒 尺 寸 为φ 16mm×400mm，，资料初始状态为双重退火，，显微组织如图1所示，，组织状态为典型双态组织，，由肯定含量白色等轴球状的初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成。。。

2.2 试验步骤

凭据TC11钛合金有关技术尺度和文件钻研结论，，制订试验钻研热处置工艺制度，，选取微机节制电子全能试验机CMT5105进行拉伸试验检测力学机能，，显微组织检测为在试棒上切取组织观察试样，，经镶嵌、磨抛和侵蚀后制作TC11金相试样，，选取蔡司Axio Imager A1m金相显微镜进行显微组织观察并拍摄组织照片。。。

3、会商和分析

3.1 分歧热处置工艺对TC11组织机能的影响

凭据TC11钛合金有关热处置技术尺度，，制订了分歧热处置工艺试验制度，，见表1，，别离为试验号A、B和C，，试验号A为固溶+时效热处置制度，，试验号B和C为双重退火热处置制度，，按表1中热处置制度进行工艺试验。。。

对热处置后的试棒进行拉伸机能检测，，获得的抗拉强度值见表1，，可知均满足不了图样划定的抗拉强度1150MPa±100MPa要求，，试验号A固溶时效的强度值偏高，，超过上限值，，而试验号B和C双重退火的强度值偏低，，达不到下限值。。。

试验号A、B和C的显微组织照片如图2所示。。。图2a为固溶、时效状态组织，，由图可知，，在α+β两相区上部温度加热后，，淬火急剧冷却，，保留下来大量的亚不变β相，，是一种过饱和固溶体（众稳相），，由于冷却速度快，，过冷度大，，再结晶晶粒来不及长大，，同时引起了晶格畸变，，促使在时效过程中，，大量藐小、无方向性的针状α相从亚不变β转变相中析出，，并交叉分列在β转变基体上，，并蕴含少量初生α相。。。图2b和图2c为双重退火状态组织，，由白色等轴球状的初生α相和散布着少量藐小针状次生α相的β转变组织组成。。。对比图2中的组织，，可知固溶时效状态中的等轴初生α相数量显著少于双重退火状态且尺寸较大，，而针状次生α相的含量显著多于双重退火状态，，由文件[2]可知，，随着针状次生α相的增长，，交错分列的α相界面故障了滑移的进行，，使得合金变形难题，，其强度逐步增长，，而随着初生等轴α相的增长，，其强度降低，，塑性和韧性增长，，可知固溶时效强度显著高于双重退火。。。

3.2 分歧固溶、时效工艺制度对TC11组织机能影响

凭据以上分析可知，，选取双重退火较难达到图样技术要求，，结合上述钻研结论，，制订TC11钛合金固溶、时效热处置工艺制度，，见表2。。。通过对固溶、时效热处置工艺参数进行试验钻研，，别离钻研固溶温度、固溶功夫、时效温度和时效功夫对其显微组织和力学机能的影响法规。。。

将表2中9组 热 处 理 试 棒 加 工 成 拉 力 试 样检测力学机能，，获得的力学机能值见表3。。。由表3可知，，试验号1、4和8对应的强度值可满足1150MPa±100MPa的要求，，且拥有较好的塑性。。。

凭据文件[1-2]可知，，TC11钛合金固溶功夫和时效功夫对力学机能影响不大，，图3为TC11钛合金分歧固溶温度和时效温度下的抗拉强度变动曲线，，由图可知，，固溶温度为930℃和950℃时，，抗拉强度值随时效温度的升高而降低，，固溶温度为980℃时，，抗拉强度值随着时效温度的升高先升高后降低；；其时效温度为530℃时，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，其时效温度为600℃和650℃时，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高。。。

别离将9组热处置试棒制备金相组织观察试样，，图4为选取显微镜拍摄的500倍下TC11显微组织照片，，按图片挨次别离对应表2中的试验号。。。由图4可知，，试验号1、4和8的显微组织为典型双态组织，，由白色等轴初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成，，与图2a对比可知，，图4a、4d和4h中的初生α相含量较多，，藐小针状次生α相较少，，所以抗拉强度值有所降低。。。由图可知，，其时效温度为600℃和650℃时，，随着固溶温度的升高，，初生α相含量不休削减，，β转变组织增多，，使得强度不休提高；；当固溶温度为930℃和950℃时，，随着时效温度的升高，，β转变组织上次生α相不休长大，，使得强度有所降低。。。

4、实现语

1）TC11钛合金双重退火和固溶时效热处置工艺获得的组织状态有所差距，，固溶时效状态中的等轴初生α相少于双重退火状态且尺寸较大，，而针状次生α相的含量显著多于双重退火状态，，导致固溶时效强度高于双重退火的强度。。。

2）当固溶温度为930℃和950℃时，，抗拉强度值随着时效温度的升高而降低，，固溶温度为980℃时，，抗拉强度值随着时效温度的升高先增高后降低；；其时效温度为530℃时，，抗拉强度值随着固溶温度的增高先升高后降低，，其时效温度为600℃和650℃时，，抗拉强度值随着固溶温度的升高而增高。。。

3）得出3组固溶时效热处置制度的强度值切合图样的要求领域，，组织由白色等轴初生α相和散布着藐小针状次生α相的β转变组织组成，，热处置制度别离为30℃×0.5h/600℃×6h、

930℃×1h/650℃×3h和950℃×1.5h/650℃×6h，，对应的强度均匀值别离为1210MPa、1155MPa和1170MPa。。。

参考文件：

[1] 唐光听，，朱张校. TC11合金在分歧热处置前提下的显微组织分析[J].罕见金属，，2002，，26（2）：146-148.

[2] 王金惠. TC11钛合金的高温变形行为及热处置工艺对合金组织机能的影响[D].长沙：中南大学硕士学位论文，，2010.

[3] 姚梦，，刘勇，，朱景川.TC11钛合金双重热处置工艺设计[J].热处置技术与设备，，2016，，37（5）：65-70.

[4] 张雪敏，，张伟，，李海峰，，等. TC11钛合金大规格环材的组织与机能钻研[J].铸造与冲压，，2019（19）：58-61.20191202