再次熱處理對(duì)TC4-DT鈦合金板材組織及性能的影響

隨著破損-安全設(shè)計(jì)概念和損傷容限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的建立，航空器選材判據(jù)發(fā)生了變化。這促進(jìn)了高強(qiáng)、高損傷容限（高斷裂韌性、低裂紋擴(kuò)展速率）鈦合金的開(kāi)發(fā)。TC4-DT鈦合金是一種損傷容限型鈦合金，與普通TC4鈦合金相比，它對(duì)成分控制更嚴(yán)格，如O含量低（≤0.13%）、Al及V的含量范圍窄。TC4-DT鈦合金力學(xué)性能對(duì)氧含量尤為敏感，若氧含量過(guò)高，則斷裂韌性不合的風(fēng)險(xiǎn)大增；而氧含量太低，對(duì)于厚度達(dá)到50mm或以上的板材，經(jīng)β退火處理后可能會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度過(guò)低而達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，斷裂韌性則裕量充足的現(xiàn)象。

對(duì)于這類(lèi)板材能否通過(guò)再次熱處理，使斷裂韌性略有下降同時(shí)強(qiáng)度較大幅度提高，以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，有待于通過(guò)熱處理工藝摸索和實(shí)際驗(yàn)證。為此，科技人員從β退火處理后強(qiáng)度不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的TC4-DT鈦合金厚板上取樣，進(jìn)行不同工藝制度的β單相區(qū)和α+β兩相區(qū)再次熱處理試驗(yàn)，研究再次熱處理對(duì)TC4-DT鈦合金組織和性能的影響，探討使這類(lèi)板材達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的處理方法。

實(shí)驗(yàn)材料為力學(xué)性能不符合AMS4905標(biāo)準(zhǔn)要求的TC4-DT鈦合金板材。該板材的加工過(guò)程為：真空自耗熔煉的鑄錠（直徑720mm）經(jīng)鍛造后，在α+β兩相區(qū)軋制到90mm厚，空冷至室溫，然后進(jìn)行995℃×1h/AC+730℃×2.5h/AC的β熱處理（固溶加時(shí)效處理）。

為了提高板材強(qiáng)度使之滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，且同時(shí)保持塑性尤其是斷裂韌性基本不降低，從已β退火的TC4-DT鈦合金板材上取樣，在β單相區(qū)和α+β兩相區(qū)分別進(jìn)行了再次熱處理，具體的工藝制度為：

工藝1980℃×50min/AC+700℃×150min/AC

工藝2930℃×60min/AC+550℃×180min/AC

工藝3900℃×60min/WQ+600℃×180min/AC

研究結(jié)果表明，對(duì)于經(jīng)β退火處理后強(qiáng)度過(guò)低而達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，但斷裂韌性裕量充足的TC4-DT鈦合金厚板，可以通過(guò)β單相區(qū)或α+β兩相區(qū)再次熱處理的方法使其性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。