當合金經單相區溫度退火處理后，見圖1(c)和圖1(d)，二者組織形貌相似度極高，組織中均形成明顯的粗大β晶粒，且在晶粒內部存在細小條狀次生α相。在加熱溫度升高至單相區后，組織中初生α相完全轉變為β相。β相是一種在較高溫度下穩定存在的相，具有更高的原子自由度和較高的擴散速率。在高溫條件下，合金中的原子具有較高的活動能力，它們更容易遷移和重新排列，這種遷移和重新排列會導致晶粒的長大，形成粗大的β晶粒。
2.2織構分析
TA15鈦合金經不同溫度退火處理后，其內部組織形貌發生明顯變化，但僅從組織形貌的變化無法深入分析其內部晶體結構的變化，故對經不同溫度退火處理后的合金進行EBSD測試和表征分析。因為鈦合金的晶體結構為密排六方結構，其在塑性變形過程中主要是基面進行滑移，故對基面{0002}晶面的極圖進行分析[8]。
TA15鈦合金經不同溫度退火處理后極圖如圖2所示，發現合金經兩相區溫度退火處理后，二者的極圖有明顯的變化趨勢，退火溫度為960℃時，組織具有明顯的T型織構，在退火溫度升高至980℃時，組織呈現近T型織構，取向集中方向開始發生變化，但發現圖2(a)與圖2(b)中的織構密度變化較小，分別為4.8和5.0。當合金經單相區溫度退火處理后，發現極圖產生明顯變化，此時極圖呈現出明顯的R型織構，且織構密度明顯增加至6.7。隨著退火溫度繼續升高至1020℃時，發現此時的極圖與圖2(c)接近，同樣呈現出典型的R型織構，且織構密度為6.8。
隨著退火溫度的升高，合金內部原子的活動能力增強，更容易遷移和擴散，在退火過程中，組織中會發生物相轉變，在相變過程中，原子重新排列和組合，導致織構類型變化，同時原子的重新分布和組合，使得原子間的間隙減小，從而導致密度增加。
2.3室溫拉伸性能
TA15鈦合金經不同溫度退火處理后的室溫拉伸性能如圖3所示，發現退火溫度為兩相區溫度時，合金強度隨溫度升高而增大，但是塑性不斷降低。在退火溫度從兩相區溫度升至單相區溫度時，合金強度進一步增大，而塑性則出現大幅度降低，當退火溫度達到單相區溫度后，繼續升高退火溫度，合金的強度與塑性未出現明顯的變化。其中在退火溫度為960℃時，合金塑性性能最佳，此時合金的斷后伸長率A為、斷面收縮率Z為；在退火溫度為1020℃時，合金強度達到最大，此時抗拉強度屈服強度Rp0.2為950MPa。
由圖可知，在退火溫度較低時，組織中初生α相含量較多，大量的初生α相提供了更多的滑移系，使得合金在受到外力作用時，能夠通過各種滑移系進行塑性變形，進而吸收更多的能量，隨著更多的能量被吸收，合金在受到拉伸并產生裂紋擴展時，能夠更加有效地分散應力，延緩裂紋的擴展速度，從而更好地抵抗裂紋的擴展，故此時合金塑性較高[8-9]。而隨著退火溫度升高，初生α相含量減少，合金塑性降低；當退火溫度為單相區時，初生α相完全消失，導致合金塑性大幅度降低。退火溫度升高，組織中次生α相含量不斷增加，細小條狀的次生α相具有細小的尺寸，這表示組織的晶粒得到了細化，晶粒細化能夠增加晶界數量，進而提高材料的抗變形能力，故導致合金強度隨退火溫度升高而增大[10]。
由圖2可知，退火溫度升高會導致組織中織構類型發生變化，當織構類型發生變化時，合金內部的晶粒排列方式和晶界結構會發生變化，進而導致晶粒更加緊密排列，提高合金的密度和均勻性，從而提高其強度，而另一些織構類型可能導致晶粒間的弱連接增多，降低合金的整體強度。結合圖2與圖3可以得出結論，在組織中存在T型織構時，合金抗拉強度最大值為985MPa，當組織中存在R型織構時，合金抗拉強度最大值為1003MPa，即當組織中存在R型織構時，合金強度較高。
3、結論
經兩相區溫度退火處理后的組織為雙態組織，組織中包含初生α相以及次生α相，初生α相形貌呈現塊狀以及等軸狀形貌，次生α相形貌以細小條狀為主。經單相區溫度退火處理后，組織中出現粗大β晶粒以及細小條狀次生α相。
經兩相區溫度退火處理后極圖具有T型織構，織構密度接近；經單相區溫度退火處理后的極圖為R型織構，織構最大密度明顯增加至6.8。
退火溫度為兩相區溫度時，退火溫度升高的過程中，合金強度增大，塑性不斷降低。退火溫度為單相區溫度時，合金強度相比兩相區溫度時更高，塑性則出現大幅度降低。
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