钛脊合金因其拥有质轻?比强度高以及优异的生物相容性等个性，被宽泛利用于航空航天?高端运输设备以及人体内骨骼置换领域。TC20 (Ti-6Al-7Nb) 与 TC4 (Ti-6Al-4V) 机械机能相当，且以不变无毒的 β 不变元素 Nb 代替对人体有风险作用的 V 元素，因而作为第二代 α+β 型合金被宽泛利用于表科植入等领域。

作为医学领域关键性金属资料，其微观组织与使用机能的不变也必将是保险其工业产品环境耐受度的首要思考成分，因而宽大学者对其进行了宽泛钻研。其工艺造备流程相对复杂，并且对加热设备要求较为严格：例如资阳航空大学钟明君等人指出，经 950℃×0.5h.WQ+500℃×4h.AC 固溶时效处置后，TC20 钛合金组织不变且强韧性得到优良匹配；新疆湘润新材雷文光等人通过节造固溶冷却方式以实时效温度以调整初生 α 相与次生 α 相含量以及状态，选取三沉热处置工艺，在保障机能的前提之下，解决了其工业棒材出产时直线度的问题等。上述钻研均为两沉及三沉热处置，高温固溶后选取水冷，针对棒材整体热处置，选取整体水冷，工业化出产节造难度较大，同时热处置过程的节造对机能颠簸的影响较大。

为此，本文选用宝钛集团出产的精锻棒材，在分歧热处置温度下对精锻棒材进行热处置试验，旨在明确只身分 (温度) 对其组织与机能的影响，最终探明组织与机能两者趋于稳按时的最大热处置温度领域窗口，为分歧出产设备下使用热处置伎俩加强增韧等现实工业出产提供可操作性领导。

1、试验资料以及步骤

试验所用资料为经真空自耗电弧炉二次熔炼得到的直径为 φ696mm 铸锭，经过 β 区铸造 + 两相区铸造 (镦粗和拔长)+ 两相区径向铸造等一系列工序出产的 φ32mm 精锻棒材。凭据 YS/T 1262-2018 的试验步骤测得化学成分见表 1，经陆续升温金相法测得该棒材本体相变点为 1001℃。

热处置试验在箱式电阻炉中进行，表 2 为热处置造度；检测显微组织选取 Axiovert 200 MAT 光学显微镜，利用 Clemex 成像软件共同光学显微镜确定显微组织中初生 α 相的体积分数，室温拉伸机能检测使用 Instron 5885 电子全能资料试验机，室温冲击韧性使用 JNS 300 摆锤式冲击试验机。

表 1 铸锭化学成分 (质量分数，%)

表 2 经锻棒材热处置造度

注：热处置功夫均为 1.5h，冷却方式均为空冷。

2、试验了局与会商分析

热处置温度对资料微观组织的影响

TC20 合金棒材经分歧温度热处置下的显微组织见图 1，能够看出，合金经 650℃×1.5h~900℃×1.5h 热处置后，其精锻棒材的微观组织为典型的等轴组织，即初生 α 相占主导职位，辅之以肯定量的 β 转变组织，并且随着热处置温度的升高，其 β 转变组织逐步增多，状态也由均匀零散散布逐步连结成片 (其尺寸在 8μm~10μm 不等)；950℃×1.5h 热处置见图 1 (h)，其微观组织为典型的双态组织，显微组织中 β 转变组织与初生 α 相含量根基吃旖，并且 β 转变组织中的 α 片层以及残存 β 片层数量均有增多；随着加热温度的升高，初生 α 相对温度越发敏感，1000℃×1.5h 热处置见图 1 (i)，此时初生 α 相含量急剧削减，只存在个别尺寸较幼的初生 α 相残留，并且此时的片层状 α 相产生细化，晶内分歧地位出现取向分歧的集束景象。由此可见，热处置温度的变动对于初生 α 相含量、次生 α 相的含量以及描摹有肯定的影响。

3、微观组织与力学机能的有关性会商

分歧热处置状态下的室温拉伸机能 (图 2a) 与冲击机能 (图 2b) 的变动趋向如图 2 所示，能够看出，在 650℃×1.5h~950℃×1.5h 温度区间，随着热处置温度的升高，TC20 钛合金抗拉强杜纂屈服强度逐步降低，断后伸长率与断面收缩率逐步增大。值妥贴心的是：热处置造度在 750℃×1.5h~850℃×1.5h 领域时，其各项室温力学机能较为不变，数据根基无颠簸，此时实现了强杜纂塑韧性之间的优良匹配；而热处置温度低于 750℃时，其塑韧性指标相对较低。

结论

当热处置温度在 750℃~850℃之间时，TC20 钛合金在保障强度的同时塑韧性不会过多损失，实现了强杜纂塑韧性的优良匹配，该温度领域为其组织与机能趋于不变的最佳热处置温度窗口。

（注，原文标题：热处置温度对TC20钛合金组织与机能的影响）