一、TC4鈦合金簡介

　　TC4鈦合金，又稱Ti-6Al-4V合金，是一種α-β鈦合金，具有良好的綜合性能，如高強度、低密度、耐腐蝕性和優異的可加工性，廣泛應用于航空航天、醫療器械和化工設備等領域。

　　二、TC4鈦合金熱處理工藝

　　1.固溶處理

　　固溶處理是指將TC4鈦合金加熱至α-β相區，通常在950-1000℃之間保持一定時間，然后快速冷卻至室溫。此工藝目的是為了消除內應力，提高合金的韌性和塑性。固溶處理后的組織主要由α相和少量β相組成。

　　溫度：950-1000℃

　　保持時間：1-2小時

　　冷卻方式：水淬或快速空氣冷卻

　　2.時效處理

　　時效處理是固溶處理后的第二步，將合金加熱至450-650℃，并保持一定時間，使析出強化相（如Ti3Al和Ti6Al4V）從母相中析出，從而提高合金的硬度和強度。時效處理常用兩種溫度區間：

　　低溫時效：450-550℃，保持8-24小時，主要用于提高強度和硬度。

　　高溫時效：550-650℃，保持6-12小時，主要用于改善韌性和延展性。

　　3.退火處理

　　退火處理主要用于消除熱處理或加工過程中產生的內應力，提高材料的塑性和韌性。退火溫度通常在700-800℃，保溫時間為2-4小時，然后隨爐冷卻。

　　溫度：700-800℃

　　保持時間：2-4小時

　　冷卻方式：隨爐冷卻

　　三、TC4鈦合金屈服度

　　1.屈服強度

　　TC4鈦合金的屈服強度是衡量材料開始發生塑性變形的應力水平。經過熱處理后，TC4鈦合金的屈服強度可以達到850-900 MPa。這一參數在設計和使用中非常關鍵，尤其是在需要高強度和高可靠性的應用中。

　　2.熱處理對屈服強度的影響

　　固溶處理后：固溶處理后，由于組織中的α相和β相的細化，屈服強度有所增加。典型的屈服強度為850 MPa左右。

　　時效處理后：時效處理可以顯著提高合金的屈服強度，尤其是低溫時效處理，屈服強度可以提高至900 MPa以上。高溫時效處理則主要改善韌性，屈服強度提升相對較小。

　　3.應用中的屈服強度

　　在航空航天領域，TC4鈦合金廣泛用于制造飛機發動機零部件和機身結構件。這些部件要求在高溫、高壓環境下具備高屈服強度和穩定的機械性能。典型的應用如：

　　飛機發動機渦輪葉片：需要高溫下的高屈服強度和抗疲勞性能，通常經過固溶和低溫時效處理。

　　飛機機身框架：要求材料輕質高強，常采用固溶和高溫時效處理以平衡強度和韌性。

　　4.不同條件下的屈服強度數據

　　根據不同的熱處理工藝，TC4鈦合金的屈服強度數據如下：

　　未處理：屈服強度約為750 MPa

　　固溶處理：屈服強度約為850 MPa

　　低溫時效處理：屈服強度可達900-950 MPa

　　高溫時效處理：屈服強度約為880-920 MPa