TC4鈦合金，又稱Ti-6Al-4V合金，是一種廣泛應用于航空航天、海洋、醫療等領域的α+β型鈦合金。其具有優異的綜合力學性能和熱處理性能，本文將對其力學性能和熱處理性能進行分析。
1.TC4鈦合金的力學性能
TC4鈦合金在室溫下具有較高的強度和良好的塑性，其抗拉強度可達900-1100 MPa，屈服強度為800-950 MPa，延伸率在10%-15%之間，斷裂韌性也較好。TC4的密度約為4.43 g/cm3，遠低于鋼材，因而在重量要求較嚴格的場合（如航空發動機）中具有優勢。
TC4合金的疲勞性能優異，耐腐蝕性強，尤其適用于高強度和耐腐蝕環境。其彈性模量約為110 GPa，低于鋼材，因此在某些應用中可以降低結構的剛度要求。
2.TC4鈦合金的熱處理性能
TC4鈦合金通過不同的熱處理工藝可以改善其力學性能和微觀組織，常見的熱處理工藝包括退火、淬火及時效處理。
(1)退火處理
退火處理通常在700-800℃下進行，目的是降低殘余應力并提高材料的塑性。經退火處理后，TC4鈦合金的抗拉強度有所降低，但延展性提高，適合對延性要求較高的場合。
(2)淬火處理
TC4鈦合金的淬火處理溫度一般為930-950℃，水冷或空冷后會形成馬氏體結構，使材料的強度顯著提高。此時，抗拉強度可達1100 MPa以上，但韌性會有所下降。
(3)時效處理
淬火后的TC4鈦合金通常進行時效處理，溫度范圍為480-600℃。經過時效處理后，合金的硬度和強度進一步提高，尤其適用于需要高強度的結構件。
3.熱處理對TC4合金微觀組織的影響
不同熱處理工藝對TC4合金的組織產生顯著影響。退火處理會生成較為均勻的α+β相；而淬火處理則形成針狀馬氏體；時效處理則有利于沉淀強化相的生成，這些結構變化直接影響合金的力學性能。
4.總結
TC4鈦合金憑借其優異的力學性能和可調控的熱處理性能，已成為高性能結構材料的首選之一。通過合理選擇熱處理工藝，可以顯著改善其強度、韌性和塑性，滿足不同應用領域的需求。
