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双重退火对近α钛合金组织及力学性能的影响OA

Effect of double annealing on microstructure and mechanical properties of near-α titanium alloys

中文摘要英文摘要

Ti6321 合金作为我国自主研制的近 α 型钛合金,凭借高强度、高韧性及优异耐海水腐蚀性能成为海洋工程关键结构材料.然而常规热处理下其强度与塑性难以兼顾,限制了在深海极端环境中的应用.以舰船用 Ti6321钛合金为研究对象,通过设计退火(970、980、990、1 000℃保温 2 h 空冷)与双重退火(980℃保温 2 h 空冷后,再经 550℃或 600℃保温 2 h 空冷)工艺,结合光学显微镜(OM)观察及力学性能测试,系统探究了退火工艺对合金组织及力学性能的影响规律.结果表明:退火时,Ti6321 合金呈现 α+β 两相区组织演变特征,980℃时强韧性匹配最优;双重退火通过在 β 转变组织晶内及晶界析出次生 α 相实现组织细化,其中 980℃+550℃处理可显著提升强度和韧性.研究为海洋工程用Ti6321合金热处理工艺优化提供了理论依据.

Ti6321 alloy,a near-α titanium alloy independently developed in China,has become a key structural material for marine engineering because of its high strength,high toughness and outstanding seawater-corrosion resistance.Nevertheless,under conventional heat treatment its strength and ductility are difficult to balance,restricting its use in deep-sea extreme environments.In this work,ship-grade Ti6321 alloy was subjected to single annealing(970,980,990,1000℃for 2 h,air cooled)and duplex annealing(980℃for 2 h,air cooled,then 550℃or 600℃for 2 h,air cooled).The effects of these an-nealing routes on microstructure and mechanical properties were systematically investigated by optical microscopy(OM),scanning electron microscopy(SEM)and mechanical testing.The results revealed that single annealing produced the typical α+β two-phase microstructural evolution,with the best strength-toughness combination obtained at 980℃.Duplex annealing refined the microstructure by precipitating secondary α phases within and along the boundaries of the β-transformed structure,anneal-ing treatment at 980℃+550℃markedly increased both strength and toughness.This study provides a theoretical basis for optimizing the heat treatment process of Ti6321 alloy for marine engineering ap-plications.

杨瑞泽;栾超;贺文轩;李徐庆;郭逸丰;徐斌;孙明月

集萃新材料研发有限公司,江苏 苏州 215131集萃新材料研发有限公司,江苏 苏州 215131||苏州国家实验室,江苏 苏州 215123中国科学院金属研究所,核材料安全与评估重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家研究中心,辽宁 沈阳 110016集萃新材料研发有限公司,江苏 苏州 215131集萃新材料研发有限公司,江苏 苏州 215131||苏州国家实验室,江苏 苏州 215123中国科学院金属研究所,核材料安全与评估重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家研究中心,辽宁 沈阳 110016集萃新材料研发有限公司,江苏 苏州 215131||中国科学院金属研究所,核材料安全与评估重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家研究中心,辽宁 沈阳 110016

矿业与冶金

钛合金双重退火双态组织力学性能

titanium alloydouble annealingdual-phase microstructuremechanical properties

《钢铁钒钛》 2026 (2)

55-62,131,9

国家重点研发计划(2024YFB3714200).

10.7513/j.issn.1004-7638.2026.02.007

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