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本文通过热处理实验、力学性能测试、金相组织观察、冲击断口SEM形貌观察和X射线衍射分析等方法,研究了固溶及时效、双重热处理工艺参数对Ti-6A1-4V合金的组织和性能的影响。实验结果表明,Ti-6A1-4V合金900-920℃固溶500℃时效处理,实验材料的组织为a相和未分解的马氏体(α’)组织；固溶温度超过940℃,初生α相消失,合金的组织为马氏体α’和分解的p组织。随加热温度提高,淬火形成的马氏体板条粗化,组织有网篮状的趋势。920℃固溶处理实验材料强度出现峰值,塑性指标较高,超过920℃固溶,强度和塑性指标均下降。920℃固溶500℃时效,获得的力学性能为Rm=1166MPa, A=8.5%, Z=26.9%, AKu=42.8J。实验材料920℃固溶随固溶保温时间的增加,组织中初生α晶粒发生溶解,尺寸逐渐变小,组织的马氏体α’数量增加,实验材料保温1h有较好的综合力学性能,获得的力学性能为,Rm=1053MPa, A=9.2%, Z=25.5%, AKu=43.8J。 Ti-6A1-4V合金在920℃固溶,不同冷却介质冷却,空冷及商用淬火液冷却合金的组织均为双态组织,水冷及油冷组织为α+未分解α’组成。随着冷却速度降低,组织中α相含量逐渐升高,p相含量逐渐减少,冷却方式为水冷时,合金具有良好的综合力学性能,获得力学性能为硬度36.4HRC, Rm=1070MPa, A=9.5%, Z=32.5%, AKU=39.5J。Ti-6Al-4V合金在920℃固溶,500℃以下温度时效,随时效温度的提高,材料的抗拉强度、硬度上升,超过500℃时效强度有下降的趋势,400～500℃时效强度达到最大值1166MPa,随时效温度的提高,塑性指标呈现上升的趋势。实验材料在淬火后500℃以下温度时效,α’分解不明显,超过600℃时效,组织中α’相分解明显,随时效温度提高,α’组织分解产物为层片状的α+β组织。920℃固溶、650℃不同保温时间时效,随时效时间的延长,试样的抗拉强度呈下降的趋势,但下降幅度不大,延伸率和断面收缩率呈现上升的趋势,时效时间为1h时强度达到最大值1031MPa。920℃固溶、650℃时效,保温3h小时以下,淬火组织分解不明显,超过6h时效淬火组织分解明显,8h以上时效,马氏体全部分解为板条状α+β组织。920℃×1h水冷+650℃×3h空冷+920℃×1h水冷+650℃×3h空冷的双重热处理实验材料的组织为α+β组织,组织细化,具有良好的综合力学性能,特别是韧性提高幅度较大。