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摘要
采用液氮直冷法在-196℃下分别对10%、20%和40%压下量的TC4双相钛合金进行12 h的深冷处理并进行500℃不同时间退火处理。利用光学显微镜对晶粒尺寸进行表征；利用扫描电镜(SEM)对α相和β相体积分数进行表征；利用维氏硬度仪、电子万能试验机分别对硬度和拉伸性能进行表征。通过晶粒尺寸以及α相和β相组织结构的变化，来分析材料的硬度和拉伸性能的变化原因。结果表明，随着退火时间的延长，深冷退火试样晶粒尺寸呈先下降后上升的规律，β相的体积分数逐渐减少，转变为α相。深冷12 h轧制态TC4钛合金经过1 h的退火处理后，晶粒尺寸出现小幅度的下降，这与退火过程中产生的较小晶粒有关，并且材料在轧制后继续深冷使得材料的变形能更高，在退火过程中容易产生更多的小晶粒，同时更有利于促进β相向α相转变，材料在500℃退火1 h时综合力学性能表现优异。当退火时间超过1 h后，材料内α相和β相两相体积分数的变化逐渐趋于平缓，并且随着退火时间的延长，晶粒粗化现象比较明显。因此，材料的强度和硬度均低于退火1 h时的强度和硬度。冷轧变形的TC4合金经12 h深冷后在500℃退火1 h较为理想，可获得较好的综合力学性能。
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