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Ti-1300合金是西北有色金属研究院最近新研制出的一种超高强钛合金。该合金具有良好的可锻性和高淬透性,在1300MPa强度级别下具有良好的塑性和韧性匹配。该类型合金在固溶和时效过程中相变过程比较复杂,合金的组织和性能对热处理制度较为敏感。由于该合金是新合金,所以对其研究很少,这会限制其在航空航天工业领域的应用。基于上述考虑,本文研究了Ti-1300合金经常规固溶时效处理、固溶+随炉升温热处理以及固溶+锡浴时效处理后的显微组织和拉伸性能,采用X射线、OM、SEM、TEM等多种手段对Ti-1300合金固溶时效过程中的相变规律进行了研究,以期为该合金的应用提供一些参考。研究表明,Ti-1300合金在相变点之上固溶处理后为单一的等轴β组织,并且随着温度的降低,晶粒尺寸也在减小;相变点之下固溶处理后在β基体上析出颗粒状和针状α相。Ti-1300合金经790℃固溶+570℃时效处理后强度和塑性达到最佳匹配,这是因为在570℃时效时,相变驱动力和溶质原子扩散速度对α相变共同产生作用,使相转变速度达到最高值,组织中α相含量增多,使组织细化。Ti-1300合金在850℃固溶+随炉升温至400℃时开始发生β→ω转变,升温至500℃时,大部分β相已经转变成ω相,还有极少量α相的存在,当在570℃保温4小时后,ω相全部转变成α相。产生的ω相使得合金的强度迅速升高,而塑性却变差。因此,为使Ti-1300合金达到较好的强度和塑性的匹配,时效处理时应避免发生ω相变,故而时效处理温度应选择在500℃～600℃之间,时效时间选择在4小时左右。Ti-1300合金经850℃固溶+锡浴时效处理后发生β→α相转变,形成细晶强化,使合金的强度增加,塑性也得到提高。在β→α相转变过程中,晶界是优先形核的地方,这是因为晶界的切变阻力大,并且缺陷很多,这样可以产生能量差,保证α相的晶核出现。经锡浴处理后的Ti-1300合金比Ti-B19和Ti-B20具有更快的时效响应特征,并且其时效响应速率显著高于BETA-C、Ti-15-3等商用亚稳β钛合金。