摘要：相變溫度對钛合金加工(gōng)工(gōng)藝十分(fēn)重要，钛合金加工(gōng)需要進行熱處理，對钛合金的相變溫度範圍需要計算出具體(tǐ)的數值。本文采用了計算法、差熱分(fēn)析法和連續升溫金相法對钛合金試樣進行了測定，取得了相變溫度範圍。文中(zhōng)對三種測試方法進行了分(fēn)析，得出TC4钛合金的相變溫度值爲998℃。

前言

TC4钛合金的應用範圍較廣，并且應用的領域均屬航空、航天工(gōng)業，其對工(gōng)藝的要求較高。在钛合金工(gōng)藝改造過程中(zhōng)需要對其進行熱處理，這需要分(fēn)析钛合金的相變溫度範圍，文中(zhōng)針對一(yī)種钛合金試樣采用了三種方法測試，得出相變溫度值。

1.TC4钛合金的性質及相變溫度

TC4钛合金（Ti-6Al-4V）的組成是由α和β兩相钛合金組成，其優點爲：（1）工(gōng)藝性強；（2）可塑性強；（3）可焊接和耐腐蝕。TC4钛合金應用廣泛，在我(wǒ)(wǒ)國主要體(tǐ)現在航空業和航天工(gōng)業中(zhōng)。

對钛和钛合金的加工(gōng)需要進行熱處理，所以TC4钛合金的相變溫度的測定十分(fēn)重要，也是TC4钛合金處理工(gōng)藝的應用參數，處理時做熱加工(gōng)處理，加工(gōng)钛合金，使其形成目的形狀，需要對钛合金的适用溫度進行掌控，這也是在钛合金熱處理工(gōng)藝中(zhōng)氧和氮污染指标的重要參考依據。在钛合金材料的使用工(gōng)藝中(zhōng)，相變溫度或相變溫度範圍需要有準确的數值，而钛合金的相變溫度數值随着钛合金的成分(fēn)不同和加工(gōng)曆史不同，每批原材料的相變溫度也不同。

2.TC4钛合金相變溫度的測定與分(fēn)析

2.1不同方法對相變溫度的測定

2.1.1計算法對相變溫度的測定

钛合金相變溫度的變化是熱加工(gōng)後對其中(zhōng)各元素的變化，通過計算法來推算其溫度變化，計算法能夠在連續升溫金相法中(zhōng)提供淬火(huǒ)溫度的選擇範圍[1]。

使用計算法對钛合金相變溫度的測定公式爲：

公式中(zhōng)885℃爲單純钛的相變溫度；W爲各元素的質量值；q爲各元素對相變溫度的影響。

按照TC4钛合金的化學成分(fēn)和雜(zá)質含量對相變溫度的影響，計算公式爲：

钛合金中(zhōng)成分(fēn)的含量對相變溫度的影響作用如表1所示。

表1钛合金中(zhōng)成分(fēn)的含量對相變溫度的影響作用

相類型元素質量含量（ppm）影響值（℃）

α相Al 6.12±0.21+14.5±0.2

N 0.01±0.02+23.2±0.1

O 0.16±0.01+5.5±0.5

C 0.012±0.11+2.5±0.2

βH 0.005±0.110-5.1±0.1

V 4.02±0.05-15.0±0.2

Fe 122.0±1.21-15.3±1.2

Si 0.01±0.12-1.0±0.2

根據計算法推算出TC4钛合金的相變溫度爲885℃+（鋁）126.75℃-（釩）56.7℃-（鐵）2.01℃-（矽）0.1℃+（碳）4.4℃+（氧）34.0℃+（氮）5.5℃-（氫）1.1℃=995.7℃。

2.1.2差熱分(fēn)析法對相變溫度的測定

差熱分(fēn)析法是借助差熱分(fēn)析儀對試樣進行分(fēn)析，與在相同條件下(xià)的試樣進行對比，根據兩者的溫差變化關系建立曲線對比圖，對物(wù)質狀态進行判定[2]。試樣采用空冷的冷卻方式，對消除變形應力較難控制，所以在DSC試樣中(zhōng)存有殘餘應力，試驗開(kāi)始後，溫度會逐漸升高，期間是殘餘應力的釋放(fàng)，殘餘應力的釋放(fàng)屬于放(fàng)熱行爲，所以試樣前階段DSC曲線會偏離(lí)基線，而向上放(fàng)熱。

2.1.3連續升溫金相法對相變溫度的測定

在熱工(gōng)藝操作中(zhōng)，根據計算法和差熱分(fēn)析法得出的相變溫度值确定淬火(huǒ)溫度範圍，分(fēn)别将溫度控制在980、985、990、995、1000、1005℃中(zhōng)，确定淬火(huǒ)溫度間隔爲5℃。其α相的淬火(huǒ)溫度和臨近α相消失溫度之間的平均溫度便是相變溫度。

3.結論

綜上所述，TC4钛合金的應用範圍較廣，其制作工(gōng)藝過程需要對钛合金進行熱處理工(gōng)藝，因此，需要了解钛合金的相變溫度值。本文通過三種測試方法測試到試樣钛合金的相變溫度範圍，其測量值差異不大(dà)，每種方法均能夠提供準确數據，但操作方法各有千秋。最終得出，TC4钛合金的相變溫度平均值爲998℃。