ZTC4钛合金热处理对其组织及性能的影响规律研究

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雅宝题库解析：
随着我国大型飞机项目的启动和适航认证审查体系的逐步完善，对钛合金铸件的性能尤其是损伤容限性能提出了更高的要求，进一步提高热处理工艺的针对性、增加对铸件的断裂韧性评价成为亟待解决的关键题目。本文以满足适航认证审查要求的ZTC4钛合金铸件研制为背景，选取6mm厚ZTC4钛合金铸板为研究对象，提出了针对ZTC4钛合金典型铸件的尖切口断裂韧性KQ测试方法，通过组织定量分析系统研究了退火热处理和固溶时效处理对ZTC4钛合金铸件组织、室温拉伸性能和断裂韧性的影响规律。在退火热处理方面，探讨了退火温度和保温时间对ZTC4钛合金显微组织、室温拉伸性能以及损伤容限性能（断裂韧性KQ）的影响规律，探讨了ZTC4钛合金的退火处理工艺—显微组织—力学性能间的关系。结果表明，随着退火温度的升高或保温时间的延长，ZTC4钛合金的β晶粒尺寸持续长大，而α片层厚度则呈现先增大后减小的趋势，β相比例则在小范围内波动。ZTC4钛合金的α片层厚度与其屈服强度变化正相关，与断裂韧性KQ反相关；而β晶粒尺寸反之。ZTC4钛合金的β相比例变化与其力学性能指标相关性不明显。ZTC4钛合金的屈服强度与其断裂韧性之间存在反相关关系。在固溶时效处理方面，探讨了不同相区、同一相区不同处理温度或时间等工艺参量对ZTC4钛合金显微组织、室温拉伸性能以及损伤容限性能（断裂韧性KQ）的影响规律。结果表明，与初始态试样相比，在β相区固溶处理后，获得网篮组织的试样强度提高15%以上，断裂韧性KQ与原始态相当，延伸率仍能保持在6%以上。而在(α+β)两相区选择较低温度区间(900~920℃)进行固溶处理，并适当延长保温时间(2h)，可获得与β相区固溶处理相当的室温力学性能。