深冷处理(CT)是常规热处理的一个延伸,不仅可以改变材料性能,而且可以通过深冷处理来检验材料在交变温度情况下的服役极限。国外已经对深冷处理这种技术进行了广泛的研究,并在钢铁材料工业上得到广泛应用。在铝、铜、镁、钛等合金中也进行了相关研究。然而关于钛合金深冷处理方面的研究却很少。钛合金由于具有较低的密度和弹性模量、高的比强度、小的导热系数及良好的耐热耐蚀性、抗低温脆性、可焊接性和生物相容性等诸多优点,在航空航天、汽车工业、化学能源和医疗卫生等行业有广泛的应用,被称为重要的战略材料。本文通过将TC4和TC18钛合金再结晶退火处理后,采用液氮进行深冷处理(ACT),利用拉伸试验机、维氏硬度计、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等仪器表征和分析了处理前后合金的微观组织和室温性能,研究内容及结果如下:(1)本文对经过再结晶退火后再进行深冷处理作用下TC4和TC18钛合金的微观结构演变进行研究,发现深冷处理可促使亚稳态的β相进一步转变为稳定的α相和β相,且弥散分布在基体上,组织均匀性提高。两种钛合金主要滑移面的峰强均显著改变,且材料内部晶粒发生转动,有择优取向现象产生。通过对TC4和TC18钛合金在深冷处理后硬度变化的研究,发现合金的显微硬度值均变化不大。(2)对TC4和TC18钛合金深冷处理后的拉伸性能进行研究发现,其弹性模量均有所降低,抗拉强度和屈服强度均呈下降趋势,断后延伸率随深冷时间的增加先增加后减小。(3)对冲剪成形工艺过程进行研究发现,在室温下或低温下,两种钛合金的抗剪强度均明显降低,而且在室温下试样的抗剪强度略低于低温下的抗剪强度,且室温下的抗剪强度下降趋势更为明显。冲剪断面上光亮带的高度明显高于未处理材料。冲剪圆角直径均略大于未处理试样的直径。毛刺随着深冷时间的延长,均呈下降趋势。(4)对深冲成形工艺过程进行研究得出:两种钛合金试样的极限深冲深度均大于未处理材料的极限深冲深度;极限深冲载荷均小于未处理试样,且随着深冷时间的增加,极限深冲载荷呈下降趋势,且下降趋势逐渐减慢。