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鈦合金的魏氏組織特征為原始粗大的β晶粒的晶界上分布著連續(xù)的α網(wǎng)，在β晶粒內(nèi)分布著片狀的α束域，片狀α之間為層片狀β相。由于魏氏組織中α相和β相之間保持嚴(yán)格的晶體學(xué)位向關(guān)系，從而使其組織具有頑強(qiáng)的“遺傳性”，通過(guò)常規(guī)熱處理和非淬火條件下的循環(huán)熱處理很難改善其組織結(jié)構(gòu)。但采用淬火條件下的循環(huán)熱處理可以有效改善魏氏組織的形貌，在這一過(guò)程中，循環(huán)溫度的選取至關(guān)重要，循環(huán)溫度分循環(huán)上限溫度和循環(huán)下限溫度。循環(huán)上限溫度的選取以α相達(dá)到最大化溶解為原則，通常選在（α＋β）/β相變點(diǎn)以下20℃附近。循環(huán)下限溫度的選取以α相達(dá)到最大化的析出為原則，由于隨著溫度的升高，α相含量減少，因此下限溫度越高，α相不可能最大化析出；下限溫度過(guò)低，α相擴(kuò)散動(dòng)力不足，也不可能達(dá)到最大化析出。因此，研究循環(huán)熱處理過(guò)程中的組織演變規(guī)律，明確循環(huán)上下限溫度，獲得良好的循環(huán)熱處理效果，顯得非常重要。研究人員針對(duì)TC4鈦合金，研究淬火條件下兩相區(qū)不同溫度范圍內(nèi)的循環(huán)熱處理對(duì)其魏氏組織演變規(guī)律和組織性能的影響。
試驗(yàn)材料為Φ280mm的TC4合金盤(pán)件。通過(guò)金相法測(cè)得相變點(diǎn)為(985±5)℃，所取試樣均在盤(pán)件的1/2圓周上。為獲得試驗(yàn)所需的魏氏組織，首先將所取得的試樣在β區(qū)退火（1020℃×1h，空冷（AC）），然后將試樣在β區(qū)淬火（1020℃×30min，水冷（WC）），之后在α＋β區(qū)960℃×10 min?（800、750、700、650℃）×10min，AC，均循環(huán)9次后空冷。循環(huán)結(jié)束后對(duì)所有試樣進(jìn)行雙重退火（940℃×30min，AC＋700℃×4h，AC）。
拉伸試驗(yàn)在雙重退火后進(jìn)行，采用GSM6460掃描電鏡對(duì)拉伸斷口進(jìn)行觀察和分析，金相試樣在OLYMPUSPMG3光學(xué)顯微鏡下觀察。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）在兩相區(qū)經(jīng)不同溫度范圍循環(huán)后，魏氏組織的形貌均有所改善。隨循環(huán)下限溫度的降低，效果愈明顯。經(jīng)雙重退火后，隨下限溫度的降低，次生針狀α相減少。
（2）通過(guò)循環(huán)＋雙重退火后的拉伸試驗(yàn)和斷口形貌分析發(fā)現(xiàn)：960℃×10min?750℃×10min＋雙重退火后，韌性最好，強(qiáng)度略有降低。檢測(cè)結(jié)果Rp0.2、Rm、A、Z分別為845MPa、930MPa、13.5%和29.5%。
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China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment, Industrial Furnace Exhibition
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