TC4鈦合金板材的原始組織由93.86%的等軸α相和6.14%的β相組成，平均晶粒尺寸為1.3μm±0.7μm。室溫拉伸測試結(jié)果顯示，其各向異性較大，與軋制方向呈45°方向時，試樣的屈服強度最低，延伸率較高，且當達到極限強度時，試樣會很快發(fā)生斷裂。成形極限測試試驗在裝有半球狀沖頭的設(shè)備上完成，半球沖頭的直徑為60mm。采用裝有4個先進CCD相機的光學應(yīng)變測量系統(tǒng)來記錄每個試樣完整的變形過程。通過設(shè)計不同的試樣形狀來測試不同應(yīng)變路徑的變形行為。

 

Nb—55%Ti—5%Zr(原子)合余，經(jīng)過100小時的時效處理，Je值趨于飽和。由于Tc和P值的變化主堅與成分有關(guān)，當Tc和p值達到飽和點時，等溫時效處理微觀組織的變化。時效處理以前的組織稱為纖維組織，是出晶粒沿線材的拉仲方向延伸的加工組織。因為析出物是沿纖維組織的邊界優(yōu)先沉淀，所以，隨著時效溫度的提高和時效時間增加，析出物的粒子尺寸和數(shù)量包增加。例如，時效l00小時，粒狀的析出物尺寸達到100毫微米。如果時效時間超過l00小時，析出物成長粗大。由此可見，這些合金經(jīng)過等溫時效后，Jc的變化與析出物尺寸的變化有著密切的關(guān)系。

 

若將時效溫度提高到500℃，沿纖維組織的邊界析出的決狀析出物尺寸達效百毫微米。在低溫時效時，析出物的數(shù)量增加，但尺寸很小，僅有數(shù)十毫微米。在350一500℃范圍進行時效時，對合金的機械性能也有明顯影響中可以看出，含鈦量不同的合金，其抗拉強度隨時效溫度的變化而變化。在低溫時效的時，由于析出物粒子微細而抗抗強度值較高。350℃時效，抗拉強度值增加的較為顯著。報分析，在這樣的時效條件下，可能會有w相的析出。在500℃時效，由于消除了加工硬化，而坑拉強度降低。

 

實驗發(fā)現(xiàn)，所有的試樣均在半球沖頭的頂部突然發(fā)生斷裂，斷裂前沒有明顯的頸縮現(xiàn)象，說明該合金的室溫成形性是非常有限的。對比分析了Ti-6Al-4V鈦板室溫彎曲和軋制成形時的變形行為。結(jié)果表明，擺錘折疊彎曲試驗和V型模彎曲試驗的最小彎曲半徑為9mm，而軋制成形的最小彎曲半徑為7.51mm，提高了15%以上。軋制成形可以成形更小的半徑尺寸且比簡單的彎曲成形回彈更小。這主要是由于軋制成形是一個多工步的累積變形過程，逐步多次變形可以抑制裂紋的長大，同時使材料的變形比普通的一次變形更加充分。另外，在高強鋼軋制過程中經(jīng)常出現(xiàn)的形狀缺陷在Ti-6Al-4V鈦合金軋制成形過程中相對較少。可見，軋制成形是室溫成形航空及汽車結(jié)構(gòu)件用高強鈦合金板材的很有潛力的加工方法。