TC16(Ti-3Al-5Mo-4.5V)鈦合金是一種緊固件專用鈦合金，具有比強度高，對缺口、扭轉等應力集中敏感性小，耐蝕性良好和無磁性等優點，被廣泛應用于航空航天領域。TC16鈦合金緊固件主要有熱鐓和冷鐓兩種制備方法，采用冷鐓技術不需要使用加熱設備和保護介質，生產效率高，而且生產的TC16鈦合金緊固件力學性能好，精度高，表面質量好，特別適合大批量生產。研究表明，材料的冷鐓變形能力與塑性、剪切強度和組織有關。吳崇周、李興無等認為TC16鈦合金網籃組織和等軸組織在一定條件下都可以按1:4的冷鐓比進行冷鐓。由于在工業化生產中等軸組織比網籃組織更易控制，因此本工作主要通過調整具有等軸組織的TC16鈦合金棒材的熱處理制度來優化棒材的顯微組織和力學性能，為工業化生產提供借鑒。

采用熱軋方式制備的TC16鈦合金棒材通常需要通過熱處理消除殘余應力，軟化合金，改善綜合性能。研究表明，退火時TC16鈦合金的塑性因再結晶程度增加而提高，而后隨著晶粒的長大而降低5。在兩相區較低溫度下熱處理時，由于只發生回復和再結晶，晶粒仍然很細小，其塑性較好，強度也較高。因此，TC16鈦合金棒材的熱處理溫度一般選擇780°C左右。

TC16鈦合金棒材加工態與不同溫度雙重熱處理后的室溫力學性能對比圖。從圖5b可以看出，經雙重熱處理后，隨著第二級退火溫度的下降，TC16鈦合金棒材的室溫強度呈現遞增的現象，而塑性呈現遞減的現象。從圖3中的顯微組織可以看出，經過雙重熱處理后，第二級溫度越低，晶粒越細小，使得強度上升，但由于組織均勻性較差，導致塑性下降。將雙重熱處理和爐冷處理的TC16鈦合金小棒材的性能數據進行對比可以發現，雙重熱處理后TC16鈦合金棒材的強度明顯高于爐冷處理，但塑性有所降低，尤其是第二級退火溫度為550°C時。這與初生a相的比例和等軸化程度有關。

TC16鈦合金棒材加工態與780C保溫2h、不同方式冷卻后的室溫力學性能對比圖。可以看出，不同的冷卻方式對TC16鈦合金棒材抗拉強度Rm和剪切強度t的影響不明顯，但水冷時塑性指標4和Z出現極小值。這與冷卻過程中馬氏體的分解和次生相的析出有關，水冷時馬氏體未發生分解，次生相來不及析出（見圖4),導致塑性下降。TC16鈦合金棒材在780C保溫2h,爐冷至530C后空冷的綜合性能較好。

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