氢处理不仅可以降低钛合金的热变形抗力,而且有助于后续热处理和最终真空退火时的组织变化,从而改善了钛合金的组织结构和热加工性能.该文研究了TC4钛合金不同工艺参数的渗氢处理工艺以及氢对合金显微组织结构和热变形行为的影响,并初步探讨了真空除氢工艺对合金显微组织的影响.研究结果表明,渗氢温度、保温时间和氢气流速等工艺参数以及试样的尺寸形状均影响合金的吸氢量.氢气流速不变,渗氢温度为600℃时,随着保温时间的延长,合金中的氢逐渐增加到饱和含量.在700℃和800℃渗氢时,合金中的氢含量在短时间内就能达到饱和值.随着温度的升高,合金饱和氢含量降低.在渗氢温度和保温时间相同的情况下,氢气流速越快,合金氢含量越高.另外,在渗氢工艺参数都不变的情况下,试样比表面积增大,合金氢含量快速增加.氢降低了TC4合金的相变点.X射线衍射(XRD)发现在某些衍射角位置出现氢化物衍射峰.利用光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)观察不同氢含量和渗氢工艺处理TC4钛合金显微组织,发现氢使的原始(α+β)网篮组织发生变化,选择适当的渗氢工艺可以改善合金的显微组织结构.与同样工艺(600℃/1 h)真空处理的试样相比较,适量的氢可以降低合金高温压缩变形应力.0.2wt﹪的氢可以降低TC4钛合金600℃的变形应力,而0.4wt﹪的氢则可以大幅度降低合金在700℃和800℃的变形抗力,改善了合金热加工性能.TEM观察合金变形后的显微组织发现α板条内部有高密度的位错结构.真空除氢工艺可细化合金的显微组织.经800℃渗氢的TC4钛合金(1.0wt﹪H)真空除氢后,组织中的针状马氏体全部消失,组织细化,但α相的细化只发生在β晶粒内部,原始β晶界仍然存在.如果真空除氢温度较低,不能保证合金最终氢含量达到安全浓度.