TB8钛合金以其高比强度、优异的冷加工性、高抗氧化性和优良的抗侵蚀能力，在航空航天飞行器超高强度紧固件、弹性组件及结构件中被宽泛利用［1-2］。

通过固溶时效热处置工艺对其组织进行调控能够显著影响TB8钛合金的力学机能。近年来，学者对紧固件用TB8钛合金做了大量钻研，张利军等［3］钻研了1300MPa级、伸长率为5%的超高强度TB8钛合金热处置工艺;马权等［4］提出双态区固溶+时效后能够使TB8钛合金维持较好的塑形，此不断效强度为1150MPa。随着我国航空航天事业的迅速发展，对紧固件用TB8钛合金资料的机能指标提出了更高的要求。钻研批注，TB8钛合金在获得高强度的同时其塑性也受到了限度，塑性增长后又无法满足超高强度的机能要求，因而，钻研综合机能优异的高强韧紧固件用TB8钛合金拥有沉要意思。

本文钻研了分歧固溶时效热处置造度对TB8钛合金棒材组织及机能的影响法规，提出了高强韧TB8钛合金棒材的固溶时效热处置造度，为TB8钛合金棒材工程利用热处置工艺的选择提供参考。

1、试验资料及步骤

1.1试验资料

试验资料选用经过3次真空自耗电弧炉熔炼而成的TB8钛合金铸锭，化学成分如表1所示。铸锭经铸造+轧造工艺造备出规格为φ15mm迪胙合金棒材，热加工态显微组织如图1所示，重要为α+β两相区变形组织。

1.2试验步骤

对TB8钛合金棒材进行固溶处置，固溶温度800、850、890℃，保温功夫10、30、60和120min，水冷(WQ);在最优固溶工艺的基础上对其进行时效处置，时效温度520℃，保温功夫4、6、8、10、12h，空冷(AC)。分析固溶温度及保温功夫对TB8棒材组织及机能的影响法规，分析时效热处置中分歧保温功夫TB8棒材的组织及机能变动。热处置前后TB8钛合金棒材的显微组织选取OlympusPMG-3型显微镜进行观察，选取INSTＲON电子全能试验机对其室温拉伸机能进行测试。

2、试验了局及会商

2.1固溶温度对TB8钛合金棒材组织机能的影响

TB8钛合金棒材在800、850、890℃，别离保温60min后，显微组织如图2所示Ｄ芄豢闯，TB8钛合金在800℃固溶处置时，显微组织为α+β的两相组织，即在β晶粒的基体上散布着大量未转变的初生α相(α_p)颗粒，β晶粒呈长条状。随着固溶温度的升高，α_p相含量逐步削减，同时伴随β晶粒长大，当固溶温度为850℃时，显微组织重要为等轴β晶粒，晶界处仍存在少量的α_p相。当固溶温度达到890℃时，α_p相隐没，显微组织为齐全固溶后的单相称轴β晶粒，β晶粒表表有浮凸描摹和少量玄色点状物，这重要与资料在热处置后快冷过程中产生马氏体相变有关［5］。

表2为TB8钛合金棒材经分歧温度固溶处置后的力学机能Ｄ芄豢闯，随着固溶温度的升高，资料的抗拉强度逐步降低，但塑性升高。这是由于β钛合金在固溶处置过程中，随着固溶理温度的升高，α_p相逐步转为高温等轴β相，在后续冷却过程中，高温β相会转变为不不变的室温亚稳β相，这种亚稳β相能够使资料阐发出优异的塑性和较低的强度，因而，β钛合金更有利于冷加工成形［6］。高温β相含量越高，冷却后转造成的亚稳β相含量也随之增长，同时陪伴着资料的塑性提高、强度降低。

2.2固溶功夫对TB8钛合金棒材组织机能的影响

对TB8钛合金棒材在890℃进行固溶处置，别离保温10、30、60、120min，其显微组织如图3所示Ｄ芄豢闯，在890℃固溶处置后，合金显微组织均为单相称轴β晶粒，随着固溶功夫的耽搁，β晶粒尺寸逐步长大，分歧固溶功夫下的均匀晶粒尺寸别离为42、60、85、130μm。

表3为分歧固溶功夫下TB8钛合金棒材的力学机能。分歧保温功夫下棒材的塑性变动不大，但随着固溶功夫的耽搁，棒材的抗拉强度降低，这重要与晶粒尺寸有关。Hall-Petch关系式已明确批注，在通例晶粒尺寸的资猜中，晶粒尺寸越藐幼，资料的强度和塑性就越高［2］。综合选择890℃、保温30min为TB8钛合金棒材的固溶处置工艺，此时资料的强塑性匹配最佳。

2.3时效处置对TB8钛合金棒材组织及机能的影响

时效重要是在肯定温度和功夫领域内使固溶产生的亚稳相产生脱溶分化，析出第二相，最终得到越发不变的两相组织［7-8］。时效温度对TB8钛合金机能的影响显著，低温时效会影响次生α相(α_s)的析出，使其弥散度不均，导致资料塑性降落，高温时效又会使α_s相迅速长大，影响资料的强度［9］。合理的固溶时效工艺能够使TB8钛合金获得优良的强塑性匹配。890℃×30min固溶处置后的TB8钛合金棒材，经时效温度520℃，保温功夫4、6、8、10、12h处置后的组织描摹如图4所示？杉，固溶时效处置后，棒材显微组织中析出大量藐幼片档次生α_s相。当保温功夫为4h时，在β晶粒的晶内及晶界析出了大量α_s相，但晶内仍有部门未沉淀区;当保温功夫为6h时，仅有少量β晶粒内存在未沉淀区，随着保温功夫的耽搁，α_s相析出逐步均匀弥散。

时效处置时，随着保温功夫的耽搁，TB8钛合金棒材的力学机能见图5Ｄ芄豢闯，时效处置后TB8钛合金棒材强度显著提高，同时塑性降低。凭据文件［10］，这是由于α_s相是亚稳β钛合金的重要强化机造，α_s相的状态重要呈片层状，β型钛合金时效后的组织中析出大量交错分列的α_s条，条间界面可能故障滑移的进行，使变形越发难题，α_s相含量越多，晶粒越藐幼，资料的强度越高，因而，β型钛合金时效后强度变高。结合显微组织能够看出，时效保温4h时，α_s相未齐全析出，因而，强度最低，随着功夫的耽搁，α_s相含量逐步增长，并在β晶界及晶内均匀弥散析出，棒材的抗拉强度逐步升高并最终趋于不变。

同时，α_s相含量及其沉淀析出的均匀性对TB8钛合金的塑形影响显著，α_s相越藐幼，散布越均匀弥散，在提高资料强度的同时还会有较好的塑性［11］。随着时效保温功夫的耽搁，α_s相晶粒长大，资料的塑形呈逐步降低趋向。其时效功夫为8h时，棒材的时效强度达1286MPa，并保留较好的塑形。推荐TB8钛合金最佳的固溶时效处置造度为:890℃×30min，WQ+520℃×8h，AC。

3、结论

1)TB8钛合金棒材在890℃固溶处置时，能够获得单一等轴β组织，随着固溶保温功夫的耽搁，β晶粒逐步长大，强度逐步降低。经890℃×30min，水冷固溶处置后，拥有最佳的强塑性匹配。

2)TB8钛合金棒材时效热处置后，显微组织中析出大量藐幼片层交错的次生α相，使棒材的强度显著增高，塑性降低。在520℃下保温8h时效处置后，棒材抗拉强度能够达到1286MPa，并保留较好的塑形。推荐TB8钛合金棒材的固溶时效热处置造度为:890℃×30min，WQ+520℃×8h，AC。

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