TC4(Ti-6Al-4V)是一种典型的(α+β)钛合金,于1954年在美国首先研制成功,在涡轮发动机、医疗器械、体育器材等工业制造领域有极大的应用价值。TC4钛合金的组织变化伴随着复杂的相变过程,密排六方的α相加热后可转变为体心立方的β相,经冷却后又转变为密排六方的α相。高体积分数密排六方结构的α相能够保证合金具有良好的高温特性、低温特性和可焊性,而一定量的β相则是合金具有良好工艺塑性和可热处理性的保证。工业生产过程中,热处理温度的控制和冷却方式对合金组织有很大的影响,所以研究热变形过程中合金组织变化机理和特征是TC4合金加工工艺制定的基础。目前国内外TC4合金的加工主要基于锻造工艺手段。
通过热膨胀法测定TC4合金的(α+β)/β相变温度,研究不同温度、不同冷却方式下的热处理工艺对热轧态TC4合金的显微组织及硬度的影响。结果表明,(α+β)/β相变温度温度范围在970~990℃之间;(α+β)两相区温度范围内退火,随着温度的提高,α→β的转变程度增大,得到由等轴α和转变态β构成的双态组织;相变点以上温度退火,得到明显的魏氏组织;高温退火、冷却过快时,得到马氏体组织;高温退火对合金的硬度影响较大。