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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，在β晶粒內分布著片狀的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相之間保持嚴格的晶體學位向關系，從而使其組織具有頑強的“遺傳性”，通過常規(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構。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，在這一過程中，循環(huán)溫度的選取至關重要，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相達到最大化溶解為原則，通常選在（α＋β）/β相變點以下20℃附近。循環(huán)下限溫度的選取以α相達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；下限溫度過低，α相擴散動力不足，也不可能達到最大化析出。因此，研究循環(huán)熱處理過程中的組織演變規(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TC4鈦合金，研究淬火條件下兩相區(qū)不同溫度范圍內的循環(huán)熱處理對其魏氏組織演變規(guī)律和組織性能的影響。
試驗材料為Φ280mm的TC4合金盤件。通過金相法測得相變點為(985±5)℃，所取試樣均在盤件的1/2圓周上。為獲得試驗所需的魏氏組織，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)結束后對所有試樣進行雙重退火（940℃×30min，AC＋700℃×4h，AC）。
拉伸試驗在雙重退火后進行，采用GSM6460掃描電鏡對拉伸斷口進行觀察和分析，金相試樣在OLYMPUSPMG3光學顯微鏡下觀察。試驗結果表明：
（1）在兩相區(qū)經不同溫度范圍循環(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。經雙重退火后，隨下限溫度的降低，次生針狀α相減少。
（2）通過循環(huán)＋雙重退火后的拉伸試驗和斷口形貌分析發(fā)現：960℃×10min?750℃×10min＋雙重退火后，韌性最好，強度略有降低。檢測結果Rp0.2、Rm、A、Z分別為845MPa、930MPa、13.5%和29.5%。
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