鈦及鈦合金熱處理時的組織變化

　　鈦及鈦合金在加熱時除有冷加工組織的回復(fù)及再結(jié)晶過程外，還有化合物的溶液和a→β的多型性轉(zhuǎn)變。

　　鈦及鈦合金的回復(fù)過程也是在一定溫度下，通過空位及位錯的運(yùn)動使形變時產(chǎn)生的大部分第二類內(nèi)應(yīng)力消除的過程。發(fā)生回復(fù)過程的溫度低于再結(jié)晶溫度，一般在500～650℃。

　　同其它金屬一樣，鈦及鈦合金的再結(jié)晶過程也是在變形后的組織上，在結(jié)晶晶粒的生核長大過程。此時晶格類型不發(fā)生變化，但有力學(xué)性能的變化。這一過程受到冷變形程度、加熱溫度及保溫時間的影響，并可通過冷變形率、加熱溫度和再結(jié)晶晶粒尺寸的三維再結(jié)晶出來。

　　合金元素對純鈦開始再結(jié)晶溫度的影響已在前節(jié)敘述過了。除鈮和鈷外，一般常用的合金元素和雜質(zhì)元素均能提高鈦的再結(jié)晶溫度。

　　應(yīng)該指出，在鈦及鈦合金中，再結(jié)晶過程往往還伴隨著一些其它組織變化。例如，在β穩(wěn)定元素含量較小的近a合金和a+β合金中，伴隨著有a相的溶解及β成分的改變；在可熱處理β合金中再結(jié)晶過程往往與重結(jié)晶過程同時進(jìn)行，或?qū)﹄S后的時效造成孕育效果。此外，不同類型合金在室溫的顯微組織不同，參與變形的合金相不同，再結(jié)晶的進(jìn)程和特點也不一樣。a合金的再結(jié)晶主要在a相中進(jìn)行。除工業(yè)純鈦外，a合金冷變形能力小，因此晶粒細(xì)化效困難，在β型合金中再結(jié)晶主要在β相中進(jìn)行。β合金冷變形能力很大，晶粒破碎程度大，通過再結(jié)晶可以改變原始組織。但是由于β合金晶粒長大傾向大，因此晶粒細(xì)化依然較困難。至于a+β合金，則要看參與變形的主要相，依具體情況來分析，如TC4合金的再結(jié)晶主要是a相的再結(jié)晶。

　　測定再結(jié)晶主要采用金相觀察和X射線衍射相結(jié)合的方法。當(dāng)再結(jié)晶發(fā)生時，形變后的纖維組織上出現(xiàn)細(xì)小的等軸晶粒，同時x射線背反射勞厄圖相上的衍射環(huán)開始變?yōu)椴贿B接的斑點。對于可熱處理β合金，還可以用不完全時效（500℃/4～8小時，空冷）的方法顯示再結(jié)晶組織，經(jīng)不完全時效后的未再結(jié)晶晶粒在腐蝕后呈暗色。

　　經(jīng)測定，TA2純鈦的開始再結(jié)晶溫度為550℃左右，TA7鈦合金約為600℃，TC4鈦合金約為700℃，TB2合金則750℃。