鈦合金的力學性能和使用性能在很大程度上取決于其顯微組織，鈦合金的宏觀組織改善基本要通過變形來實現，但通過熱處理可以調控鈦合金的微觀組織，不同的熱處理工藝獲得的顯微組織對應于不同的性能。TC4合金是鈦合金中使用最廣泛、最成熟的兩相合金，其合金用量占鈦材用量的80%。現代飛機設計中，為了實現減輕質量、提高性能和節約成本等目的，在滿足安全使用的前提下，引入了“損傷容限”的設計。它主要是對整個結構及主要部件材料的斷裂韌性、疲勞裂紋擴展速率、疲勞強度和靜強度等力學性能指標進行分析后再進行結構設計。

　　TC4-DT鈦合金是我國研制的符合結構完整性損傷容限設計要求的具有自主知識產權的鈦合金厚板，它具有較高的斷裂韌性和疲勞強度門檻值以及較低的裂紋擴展速率。本文研究了β相區熱處理對TC4-DT合金板材組織和性能的影響。

　　實驗所用材料為自制的TC4-DT合金(30mm厚)板材。板材為α+β兩相區加工而成。在熱加工板材上分別切取不同方向的試樣，熱處理后進行性能測試。熱處理方案如表1所示。熱處理在箱式電阻爐中進行，控溫精度±5℃。室溫拉伸使用的試樣按GB/T16865-97選取，取向分縱、橫兩種，加工成Φ5mm×25mm的標準試樣，以便與后續斷裂韌性試樣的取向保持一致。拉伸實驗按照GB/T228-2002在Instron1185試驗機上進行，材料屈服前的拉伸速度為1mm/min，屈服后的拉斷速度為5mm/min。本次實驗熱處理采用β相區固溶＋(α＋β)兩相區固溶＋時效的方式。在相同的固溶處理溫度下，選擇3種冷卻方式，以研究冷卻速度對合金組織的影響，進而分析熱處理制度對合金性能的影響。

　　表1 熱處理工藝

　　工藝編號

　　熱處理制度

　　工藝1#

　　990℃×45min.FC+940℃×1h.FC+540℃×6h.AC

　　工藝2#

　　990℃×45min.AC+940℃×1h.FC+540℃×6h.AC

　　工藝3#

　　990℃×45min.WQ+940℃×1h.AC+540℃×6h.AC

　　TC4-DT合金板材β單相區固溶處理后的冷卻(爐冷、空冷、水冷)過程中，α相在晶內和晶界呈片狀或針狀析出，冷速越大，組織越細密，再經兩相區處理后，組織趨于穩定化。隨固溶時冷卻速度的提高，合金板材室溫強度逐漸提高，塑性變化不大。經990℃×45min，WQ+940℃×1h，AC+540℃×6h，AC熱處理得到的板材綜合室溫拉伸性能較好。