TB3鈦合金試樣按照以上表1中預先制訂的熱處理制度處理后，分別進行了顯微組織觀察及力學性能試驗。顯微組織觀察在Olympus/PMG3型光學顯微鏡上進行，室溫拉伸性能測試在INSTRON型電子萬能試驗機上進行。

2、實驗結果與分析

2.1TB3鈦合金顯微組織

TB3鈦合金試樣經固溶及固溶+時效處理后顯微組織如圖1所示。可看出，TB3鈦合金在(α＋β)→β轉變溫度以上固溶處理后，合金顯微組織為單一的β晶粒，隨固溶加熱溫度的升高，合金晶粒明顯長大，但晶內殘余的第二相質點數量明顯減少。TB3鈦合金固溶處理并時效處理后，合金顯微組織中β晶界及晶粒內部均勻彌散析出大量的α相。

2.2TB3鈦合金力學性能

TB3鈦合金試樣經不同熱處理制度處理后的室溫拉伸性能測試結果見表2。

分析表2試驗數據可看出，TB3鈦合金經800、810和820℃固溶處理后，其抗拉強度隨固溶溫度升高而降低，塑性隨固溶溫度升高而升高。這主要是因為，TB3鈦合金在(α＋β)→β轉變溫度以上進行固溶處理時，隨固溶溫度的升高，合金的固溶度增大，其中殘存的第二相質點越來越少(從不同溫度固溶后顯微組織照片可以明顯看出)，以致彌散強化作用也就越來越小，所以宏觀上表現為隨固溶溫度升高合金強度下降、塑性上升。

同時可以看出，TB3鈦合金在(α＋β)→β轉變溫度以上固溶處理后，可以獲得較高的強度和十分優異的塑性，這十分有利于合金的冷加工，如標準件加工的冷鐓等。

分析表2試驗數據還可看出，TB3鈦合金經810℃固溶，并經530、540和550℃時效后，合金室溫拉伸性能與時效溫度的變化有著十分明顯的規律，隨時效溫度的升高，合金的抗拉強度明顯降低，從最高的1300MPa降至1210MPa，但合金塑性明顯增高，斷面收縮率從最低的29%增到最高的37%。這主要是隨時效溫度的升高，從β基體中析出的α相粗化，未沉淀區面積增大，晶界、晶內網狀物析出現象減輕或消除，所以合金塑性增加[4]。但同時晶內彌散質點減少，彌散強化減弱，合金強度降低。

固溶溫度決定了組織中介穩定β相(α'、α''、β過冷等)的成分和數量，對合金固溶狀態下的強度、塑性有較大影響，但時效溫度對最終產品性能的影響比固溶溫度更為敏感。因此，對于亞穩定β型鈦合金而言，選擇時效溫度要慎之又慎。時效溫度太高，析出的α相粗大，強化效果差，而且高溫下合金中共析元素(Fe等)易出現共析反應生成金屬間化合物，從而使合金變脆。時效溫度太低，轉變速度較慢，所需時效保溫時間長，時效時間太長容易形成硬度高、脆性大的ω相，又會使合金變脆。在530～550℃時效，每升降10℃所引起的抗拉強度平均降低35MPa左右。可見，對于亞穩定β型鈦合金需選擇精度較高的電爐進行時效處理，否則對性能波動較大。

可看出，TB3鈦合金在(α＋β)→β轉變溫度以上固溶處理后，可以獲得較高的強度和優異的塑性，非常有利于合金的冷加工，合金在固溶并時效后，通過調整時效溫度的高低，可以獲得符合要求的強度、塑性匹配，以滿足不同服役條件的零件需求。

3、結論

(1)TB3鈦合金在(α＋β)→β轉變溫度以上固溶時，獲得的組織為單一的等軸β晶粒，且隨固溶溫度升高，合金強度降低、塑性升高。

(2)時效溫度對TB3鈦合金的室溫拉伸性能影響非常明顯，隨時效溫度的升高，合金強度明顯降低，但塑性顯著增加。

(3)TB3鈦合金經800～820℃固溶后，具有較高的強度和優異的塑性，經550℃時效后，可獲得抗拉強度大于1200MPa，伸長率大于10%的優異綜合性能。

參考文獻：

[1]張利軍，田軍強，周中波，等．熱處理制度對TC21鈦合金鍛件組織及力學性能的影響[J]．中國材料進展，2009，28(9-10)：84-87．

[2]中國航空材料手冊編輯委員會．中國航空材料手冊[M]．北京：中國標準出版社，2002．

[3]GB/T3620.1-2007．鈦及鈦合金牌號和化學成分[S]．

[4]王晶，韓洪武，閻彩文．熱處理對TB5板材組織和性能的影響[J]．稀有金屬材料與工程，2008，37(增刊3)：671-673．