TC4钛合(he)金(jin)属α+β型(xing)钛合(he)金(jin)，它的(de)组(zu)成(cheng)为(wei)Ti-6AL-4V，退(tui)火(huo)组(zu)织(zhi)为(wei)α+β相，它(ta)含(han)有(you)6％的α稳(wen)定(ding)元素(su)铝，通(tong)过(guo)固(gu)溶(rong)强(qiang)化使α相的强(qiang)度(du)得(de)到(dao)提高，钒(fan)稳定β相(xiang)的能力较小，因(yin)此(ci)退(tui)火(huo)组(zu)织中(zhong)β相(xiang)的(de)数量较(jiao)少,大(da)约(yue)占7—10％。
TC4钛合(he)金(jin)在不同(tong)的(de)热处(chu)理(li)和热(re)加工条件(jian)下(xia)，其(qi)基本相α、β的比(bi)例(li)、性(xing)质和(he)形(xing)态是很不(bu)相(xiang)同(tong)的。TC4钛合金的(de)α+β转(zhuan)变温度在1000℃左(zuo)右(you)，若将(jiang)TC4加(jia)热(re)到950℃，空冷后(hou)所(suo)得(de)组织为(wei)初(chu)生α+β转变组织，如(ru)果加(jia)热(re)到1100℃、空(kong)冷，则(ze)得(de)到粗大的(de)完(wan)全转(zhuan)变的β相组(zu)织(zhi)，称为(wei)魏氏(shi)组织(zhi)。如果(guo)加(jia)热和变(bian)形(xing)联合(he)作用，对TC4合金的组(zu)织(zhi)和性(xing)能(neng)的影响更(geng)为显(xian)著，如(ru)果将(jiang)TC4合(he)金(jin)加(jia)热(re)到(dao)α+β转变温(wen)度以上，但变形(xing)较小(xiao)，所得(de)的(de)组织的(de)特(te)征(zheng)是(shi)原(yuan)始的β晶界完整(zheng)，晶(jing)粒比(bi)较(jiao)粗(cu)大，晶(jing)内(nei)的片状(zhuang)(或针(zhen)状(zhuang))α相(xiang)按(an)一(yi)定(ding)位(wei)相排列(lie)，即形(xing)成魏(wei)氏(shi)组(zu)织。相(xiang)应(ying)于(yu)这(zhe)类组(zu)织(zhi)的(de)性能特(te)点(dian)是：塑性(xing)、冲(chong)击(ji)韧(ren)性较低，但抗(kang)蠕变能(neng)力(li)较好。如果(guo)开始(shi)变(bian)形(xing)温(wen)度在β转(zhuan)变(bian)以上(shang)，但(dan)变形程度(du)足够(gou)太(tai)，则(ze)得(de)到(dao)的魏氏组织的特征是(shi)：α相勾划出的β晶(jing)界(jie)不同(tong)程度(du)被粉碎(sui)，因而不完(wan)整、不(bu)清晰，条(tiao)状α相(xiang)不同(tong)程(cheng)度被扭(niu)曲(qu)，这种(zhong)组(zu)织被称(cheng)为网(wang)篮状组织。相(xiang)应于这类(lei)组织(zhi)的(de)性(xing)能(neng)特(te)点是塑性、冲(chong)击(ji)韧性(xing)较魏(wei)氏(shi)组织(zhi)较好．接(jie)近(jin)或相当于等(deng)轴细晶组(zu)织，高温(wen)持久和蠕变性(xing)能(neng)也(ye)较(jiao)好(hao)。如果加热温度低(di)于β转(zhuan)变温(wen)度，而(er)且变(bian)形程度(du)足够，所(suo)得(de)组织特(te)征(zheng)是(shi)在等轴组织α相的(de)基体上分布有一(yi)定(ding)数(shu)量的小岛状(zhuang)的β相或β转变(bian)组织。即(ji)得到(dao)所(suo)谓等轴(zhou)组(zu)织(zhi)。这种组织(zhi)的性(xing)能特点(dian)是综(zong)合性(xing)能(neng)较(jiao)好(hao)，特别(bie)是(shi)塑性(xing)和(he)冲(chong)击韧性较高(gao)。如(ru)果(guo)在α+β相区高(gao)温(wen)部(bu)分变(bian)形(xing)后(hou)又经高温退(tui)火(huo)(退火温(wen)度接近(jin)β转变温度)，就(jiu)得到混合(he)型(xing)组织(zhi)，即(ji)在β转(zhuan)变组织基体(ti)上(shang)分布(bu)一(yi)定(ding)数量(liang)的(de)等轴(zhou)α相(或(huo)初(chu)生(sheng)α相(xiang))，这(zhe)类组织(zhi)的(de)性(xing)能(neng)是(shi)综(zong)合性(xing)能(neng)好(hao)。
从以上对(dui)金相组织的(de)分(fen)析可以(yi)看出(chu)，若(ruo)TC4性能下(xia)降(jiang)，可(ke)能(neng)由(you)锻造过(guo)程(cheng)中(zhong)两(liang)个环(huan)节(jie)引(yin)起：
①加(jia)热温度过高，达(da)到(dao)或(huo)超(chao)过β转变(bian)温度(du)；
②锻(duan)件变形(xing)程度不够(gou)大。
从锻(duan)造(zao)工(gong)艺(yi)上分(fen)析
TC4钛环如果始(shi)锻温度超过(guo)合(he)金(jin)的(de)β转(zhuan)变温度(du)，由(you)于(yu)β晶(jing)粒剧烈长(zhang)大(da)，锻后形成魏氏组织。在机(ji)械(xie)性能上的(de)反映是，锻(duan)件的室温(wen)塑(su)性(xing)很(hen)低，不(bu)合(he)技术(shu)要(yao)求(qiu)，锻(duan)造温度(du)对(dui)α+β钛合(he)金的(de)β晶粒(li)尺寸(cun)与(yu)室(shi)温(wen)性能(neng)的影响是随着温度的(de)提高(β相转(zhuan)变(bian)以上(shang))β晶(jing)粒(li)变(bian)大，而延伸(shen)率和(he)断(duan)面(mian)收(shou)缩率(lv)变(bian)小(xiao)。这种(zhong)由(you)于锻(duan)造温(wen)度超过合(he)金(jin)的(de)β转变温(wen)度，而使(shi)锻件(jian)晶(jing)粒(li)长大，塑(su)性下(xia)降(jiang)的现象(xiang)，称(cheng)为β脆(cui)性(xing)。因(yin)此(ci)，对于(yu)α+β钛(tai)合(he)金(jin)，为了(le)避(bi)免(mian)β脆性(xing)，同(tong)时(shi)使(shi)锻(duan)件(jian)具有(you)良(liang)好(hao)的综合性能(neng)，应(ying)在(zai)其(qi)B转(zhuan)变(bian)温度(du)以(yi)下(xia)锻造。钛合(he)金的(de)β转变(bian)温(wen)度(du)不仅(jin)与(yu)合(he)金的成(cheng)份(fen)有关(guan)，而(er)且(qie)即(ji)使同一(yi)牌号的(de)合(he)金(jin)其(qi)α+β转变温度(du)也可(ke)能(neng)随炉(lu)而(er)异。
钛合金变(bian)形(xing)抗(kang)力(li)比较高，而(er)其导热(re)性(xing)又比(bi)较差(钛合(he)金的导(dao)热(re)性为(wei)钢(gang)的1/5，铝(lv)合金(jin)导热性的(de)1/15)。因此(ci)，在合金剧烈(lie)流(liu)动(dong)和(he)过(guo)重(zhong)锤(chui)击下(xia)，由(you)于变形效(xiao)应可能(neng)使锻件个(ge)别(bie)部位的(de)温度显(xian)著上(shang)升，若此(ci)温(wen)度(du)超过(guo)β转变温度(du)，则会(hui)引(yin)起(qi)不希望(wang)的(de)后果。
变(bian)形(xing)程(cheng)度(du)对(dui)钛合(he)金的性能(neng)也有(you)影(ying)响(xiang)．变(bian)形(xing)程(cheng)度(du)过(guo)大(da)、过小(xiao)都(dou)会引起晶(jing)粒(li)粗(cu)大(da)，造成(cheng)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)。因此，钛合(he)金(jin)锻造(zao)时(shi)，每一火(huo)的变(bian)形程度应大(da)于15~20％，小于85％。
由(you)以(yi)上(shang)分析．可以初步(bu)确(que)定(ding)出可(ke)能引(yin)起(qi)TC4钛合(he)金(jin)性能不合格(ge)的几个(ge)因(yin)素：
①锻(duan)坯(pi)加热(re)时温(wen)度过高、超(chao)过了该(gai)批锻件(jian)的(de)β转(zhuan)变(bian)点；
②成份(fen)偏差(cha)，致(zhi)使(shi)该(gai)批钛棒(bang)的β转变点降(jiang)低(di)，使得锻(duan)坯(pi)在正常温度下加热就(jiu)超过(guo)了(le)β转变点：
③锻(duan)造(zao)时单次锤(chui)击(ji)过重，致使单(dan)次(ci)变(bian)形(xing)程度(du)过(guo)大，从(cong)而引起(qi)局部(bu)过(guo)热(re)和聚集(ji)再结(jie)晶．使(shi)TC4钛(tai)合(he)金(jin)性能下降：
④锻(duan)后(hou)热处(chu)理温(wen)度(du)过高(gao)，使(shi)TC4钛(tai)锻(duan)件(jian)温(wen)度(du)接近(jin)和超过了β转(zhuan)变(bian)点。使热处理后的(de)锻(duan)件(jian)组(zu)织(zhi)呈(cheng)魏氏组织(zhi)，从而(er)降(jiang)低了(le)锻(duan)件(jian)性能(neng)。
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