TC4钛合金棒材室温拉伸强度偏低的原因

王 萱, 刘宏伟, 赵 辉, 李 超, 徐军梅, 李贞婷

(1.宝鸡钛业股份有限公司, 宝鸡 721014； 2.陕西亿创钛锆检测有限公司, 西安 710003)

TC4钛合金是一种中等强度的钛合金，因其塑性变形能力强、耐蚀性好、比强度高、钝化能力强以及550 ℃以下抗氧化性能好等特点，被称为“万能合金”[1-2]，广泛应用于航空航天、生物医学及化学工业等领域[3-5]。然而，TC4钛合金屈服极限高、变形抗力大和屈服强度与极限强度比值高等成为限制其塑性变形能力提高的主要原因[1]。吕钢等[6]研究了热循环对TC4钛合金在室温和低温条件下拉伸性能的影响，结果表明随热循环次数的增加，TC4合金抗拉强度和屈服强度提高，延伸率略有升高。经500次循环后在78 K进行拉伸时，试样的延伸率显著上升且伴有拉伸应力跃升的现象。高禹等[7]研究了不同时效状态TC4钛合金在77～300 K温度区间内的拉伸性能，结果表明随着试验温度的降低, 拉伸断口附近位错分布不均匀性逐渐增大。丁嘉健等[8]研究了TC4钛合金在20，300，600，700，800 ℃时的拉伸性能，结果表明温度低于500 ℃时，TC4钛合金的塑性较差，温度高于600 ℃时，TC4钛合金的塑性较好。材料的成分、组织、热处理工艺与性能之间的关系是密不可分的，以上研究仅侧重于试验温度对TC4钛合金塑性的影响。

通过室温拉伸试验测得的R12型TC4合金棒材的强度偏低。笔者在以往研究的基础上，通过布氏硬度分析、化学成分分析、显微组织观察和拉伸试验参数影响分析，分析了R12型TC4合金棒材拉伸强度偏低的原因。

1 室温拉伸性能

采用电子万能试验机，对R12型TC4钛合金棒材(记为R12-TC4)进行拉伸试验，试验温度为25 ℃，试样尺寸见图1。……