鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性優(yōu)異等 特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)葉片、機(jī)身結(jié)構(gòu)件及 緊固件等關(guān)鍵部件的制備，是航空航天領(lǐng)域的理想 結(jié)構(gòu)材料之一[1−2]。隨著航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿?料的迫切需求，鈦合金的綜合力學(xué)性能不斷提升。 研究表明，鈦合金的力學(xué)性能主要由組織決定[3−5]， 然而，鈦合金的組織具有多樣性，多樣化的組織導(dǎo) 致其性能各不相同，甚至同一類型組織中顯微組織 特征參數(shù)(等軸α相的含量、晶粒尺寸以及片層α相 的厚度、長寬比)的差異也會顯著影響材料性能。 為滿足實(shí)際工況要求，需對鈦合金顯微組織進(jìn)行調(diào) 控以獲得理想的綜合力學(xué)性能，但現(xiàn)有研究多聚焦 于熱處理工藝參數(shù)調(diào)整，該方法存在工藝優(yōu)化過程 復(fù)雜、周期長等問題[6−9]。若能了解鈦合金組織與 力學(xué)性能的定量關(guān)系，將有效簡化最優(yōu)熱處理制度 的探索過程，對組織和性能的調(diào)控具有重大參考價值。

Hall-Petch公式是組織−性能定量分析領(lǐng)域的理 論基礎(chǔ)之一，BHATTACHARJEE等[10]基于該公式 建立了Ti-10V-4.5Fe-3Al合金晶粒尺寸與強(qiáng)度、韌 性的定量關(guān)系，為后續(xù)研究提供了理論框架。GONG等[11]通過定量表征Ti-20C合金固溶時效處理 后的顯微組織，結(jié)合Hall-Petch公式與混合規(guī)律， 建立了等軸α相體積分?jǐn)?shù)、晶粒尺寸等微觀組織參 數(shù)與屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率的定量關(guān)系模型。隨著 機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，部分學(xué)者開始運(yùn)用BP人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究定量關(guān)系，SHI等[12]采用此方法建立Ti-6Al-4V合金片狀α相、原始β晶粒尺寸與拉伸性 能之間的關(guān)系，所建立的關(guān)系具有良好的預(yù)測效 果。周建偉[13]對比分析了多元非線性回歸與BP人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)籃狀組織特征參數(shù)與拉伸性能關(guān)聯(lián) 建模中的適用性，兩種方法的預(yù)測結(jié)果均與實(shí)驗(yàn)值 高度吻合。WANG等[14]則通過多元非線性回歸方法 系統(tǒng)研究了TG6鈦合金片層α相厚度與拉伸性能的 定量關(guān)系，驗(yàn)證了統(tǒng)計模型在特定組織參數(shù)分析中 的有效性。已有研究表明[15]，鈦合金顯微組織特征 參數(shù)與力學(xué)性能之間的定量關(guān)系經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ统Ｓ玫挠?兩類：基于統(tǒng)計學(xué)的多元非線性回歸法和基于人工 智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型法。一般而言，樣本數(shù)據(jù)較少 時，選用多元非線性回歸法精確度較高。

目前，對鈦合金顯微組織特征參數(shù)與力學(xué)性能 之間的定量關(guān)系研究并非空白，但已有成果在體系 完整性和普適性方面需要不斷完善。以典型高鋁當(dāng) 量α+β鈦合金TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)為 例[16]，其在500℃以下兼具優(yōu)異的高溫強(qiáng)度與抗蠕 變性能，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)高壓壓氣機(jī)盤及葉 片等熱端關(guān)鍵部件。然而，針對TC11合金顯微組 織特征參數(shù)與力學(xué)性能的定量關(guān)系研究仍較為缺 乏。因此，本研究通過采集不同固溶時效工藝下的顯微組織特征參數(shù)，構(gòu)建其與室溫拉伸性能的定量 關(guān)系模型，以期為TC11合金的工程化應(yīng)用提供理 論支撐。

1、實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)以950℃下鍛造、變形量為35%的TC11鈦合金棒材為研究對象，通過連續(xù)升溫法測 得相變點(diǎn)為(980±5)℃。圖1(a)所示為試驗(yàn)用TC11鈦合金棒材的低倍組織，可以看出原始組織為等軸 組織，α相尺寸各異且晶粒邊界不規(guī)則，與β相交 錯分布；圖1(b)所示為試驗(yàn)用TC11鈦合金棒材XRD譜，可以看出主要由α相和β相衍射峰構(gòu)成， 其中(002)和(101)晶面指數(shù)的衍射峰較強(qiáng)，無其他 明顯衍射峰，由此結(jié)合圖1(a)可知原始微觀組織由α相和β相組成。

為優(yōu)化合金微觀組織，對棒材進(jìn)行不同制度的 熱處理，熱處理工藝參數(shù)如表1所示。設(shè)置固溶溫 度分別為955℃、965℃、975℃、985℃，保溫1 h后 空 冷(AC)， 隨 后 選 取 時 效 溫 度520℃ 、530℃、540℃，保溫6 h后進(jìn)行AC處理，共制備12個樣品。利用光學(xué)顯微鏡和Gemini SEM 300場 發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行顯微組織觀察；采用D8 Advance X射線衍射儀對合金進(jìn)行物相分析，衍射 儀X射線管采用銅靶，掃描范圍為30°~90°；使用INSTRON5985萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)測試?yán)�伸�?shí)驗(yàn)性能。 運(yùn)用ImageJ軟件統(tǒng)計顯微組織中的等軸α相含量、 晶粒尺寸和片層α相厚度、長寬比。在測量中，隨 機(jī)選取樣品不同位置的3個區(qū)域，通過調(diào)整灰度閾 值自動區(qū)分α相與晶界；等軸α相含量由閾值分割 后的面積占比直接計算；晶粒尺寸通過統(tǒng)計顆粒的 等效圓直徑獲得；片層α參數(shù)通過手動測量多個位 置后取平均值，而長寬比則基于測量的厚度與長度數(shù)據(jù)計算得出。所有步驟重復(fù)3次以保證結(jié)果可 靠。基于二次多項式為模型，建立TC11鈦合金顯 微組織特征參數(shù)與力學(xué)性能的定量關(guān)系。

表 1 熱處理工藝參數(shù)

Experimental material	Cooling method	Solution temperature/℃	Aging temperature/℃	Holding time/min	Heating rate/(℃·min⁻¹)
TC11	AC	955, 965, 975, 985	520, 530, 540	Solution treatment: 60 Aging treatment: 360	2−10

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1　熱處理對TC11鈦合金顯微組織的影響

為了探究同一時效溫度下不同固溶溫度對TC11合金顯微組織的影響，選取經(jīng)955~985℃固 溶后再經(jīng)540℃時效的試樣觀察，結(jié)果如圖2所示。 當(dāng)固溶溫度為955℃時(見圖2(a))，初生α相(以下 簡稱等軸α相)的等軸化程度相較原始組織顯著提 高，平均晶粒尺寸由原始態(tài)7.32 μm減小至4.22 μm；固溶溫度為965~975℃時，組織轉(zhuǎn)變?yōu)殡p態(tài) 結(jié)構(gòu)(見圖2(b)~(c))，并形成連續(xù)β晶界，等軸α相 含量由46.08%降至7.79%，具體表現(xiàn)為通過α→β的相轉(zhuǎn)變，使得α相持續(xù)溶解含量減少[17−18]。超過 相轉(zhuǎn)變溫度980℃后(見圖2(d))，等軸α相完全消 失，形成具有完整β晶界的典型魏氏組織。綜上所 述，固溶溫度會影響等軸α相的形態(tài)和含量。

時效是針對固溶冷卻后的組織，進(jìn)行較低溫度 的保溫并空冷。為探究時效溫度對微觀組織的影 響，選取經(jīng)975℃固溶后再經(jīng)520~540℃時效的試 樣觀察，結(jié)果如圖3所示。在空冷條件下冷卻速度 較慢，β相優(yōu)先沿晶界形核并向晶內(nèi)生長，因此析 出的α相幾乎沒有等軸狀，此時的顯微組織均由等 軸α相、次生α相(后文稱為片層α相)和層間殘留β相組成，區(qū)別在于時效過程中所析出α相尺寸和形 態(tài)的差異[19−21]。當(dāng)時效溫度為520℃時(見圖3(a))，β轉(zhuǎn)變組織內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)條狀或紡錘狀α形態(tài)，平均 厚度為0.47 μm，長寬比為62.48；540℃時效時形 成在β片層內(nèi)整齊排列的細(xì)片層α形態(tài)(見圖3(c))， 平均厚度為0.41 μm，長寬比增大到115.67。研究 發(fā)現(xiàn)，溫度每升高10℃可使長寬比提升26.6，片 層α相厚度減小約0.03 μm。綜上分析可知，時效 溫度會影響片層α相的形態(tài)和含量。

固溶處理形成的α′、α″及亞穩(wěn)β相在時效過程 中發(fā)生脫溶轉(zhuǎn)變[22]，最終分解為α/β相。圖4(a)所 示為540℃時效時不同固溶溫度下的XRD譜，圖4 (b)所示為975℃固溶時不同時效溫度下的XRD譜。 可以發(fā)現(xiàn)固溶時效后組織主要由α相與β相構(gòu)成， 未檢測到亞穩(wěn)相(α′、α″或亞穩(wěn)β相)，這也進(jìn)一步 證明時效會使組織中的亞穩(wěn)相發(fā)生分解，最終形成α相與β相的結(jié)論。圖4(a)和圖4(b)中衍射峰差異主 要體現(xiàn)在α(002)、α(101)及β(110)峰強(qiáng)度變化。這 是由于加熱過程中合金元素發(fā)生了元素再分配現(xiàn) 象[23]，α穩(wěn)定元素(Al等)以及β穩(wěn)定元素(Mo等)分 別向α相和β相中進(jìn)行擴(kuò)散，這種元素的選擇性富 集一方面會改變兩相的相對含量，另一方面，溶質(zhì) 原子(Al、Mo等)在置換α/β相中Ti原子的晶格位置時，因原子半徑存在差異會引發(fā)晶格點(diǎn)陣的局部畸 變，進(jìn)而影響特定晶面的衍射峰強(qiáng)度。

采用ImageJ軟件統(tǒng)計了等軸α相含量、晶粒尺 寸及片層α相厚度與長寬比，結(jié)果如表2所示。統(tǒng) 計結(jié)果表明：在同一時效溫度下，固溶溫度升高導(dǎo) 致等軸α相含量降低約14.8%，等軸α相晶粒尺寸 穩(wěn)定在4~6 μm；在同一固溶溫度下，時效溫度每 升高10℃，片層α相長寬比平均增加13.31。

表 2 TC11 鈦合金不同熱處理制度下顯微組織的特征參數(shù)

Solution temperature/℃	Aging temperature/℃	Equiaxed α phase content/%	Equiaxed α phase grain size/μm	Lamellar α phase thickness/μm	Lamellar α phase aspect ratio
955	520	43.76(±1.01)	4.53(±0.41)	0.11(±0.08)	23.82(±2.60)
965	520	25.83(±1.20)	5.16(±0.92)	0.36(±0.10)	57.67(±4.37)
975	520	20.53(±1.06)	5.59(±0.87)	0.47(±0.10)	62.48(±2.70)
985	520	0	0	0.33(±0.95)	181.79(±5.33)
955	530	43.8(±1.40)	3.92(±0.65)	0.19(±0.03)	17.79(±2.00)
965	530	24.99(±1.05)	5.07(±0.57)	0.41(±0.07)	64.05(±3.31)
975	530	2.28(±1.00)	5.93(±0.68)	0.43(±0.06)	66.95(±4.32)
985	530	0	0	0.38(±0.02)	225.32(±5.01)
955	540	46.08(±1.42)	4.22(±0.45)	0.15(±0.00)	20(±1.69)
965	540	20.73(±1.00)	5.72(±0.66)	0.38(±0.08)	61.06(±3.65)
975	540	7.79(±0.96)	5.76(±0.52)	0.41(±0.12)	115.67(±4.59)
985	540	0	0	0.35(±0.14)	205.08(±6.01)

2.2　熱處理對TC11鈦合金力學(xué)性能的影響

2.2.1　TC11鈦合金室溫拉伸性能分析

表3所示為TC11鈦合金在不同熱處理制度下 的室溫拉伸性能，為方便觀測，繪制成統(tǒng)計圖，如 圖5所示。在固定時效溫度下，材料力學(xué)性能隨固 溶溫度升高呈現(xiàn)兩階段演變規(guī)律：第一階段是固溶 溫度為955~965℃時，材料強(qiáng)度逐漸降低，塑性略 微上升，抗拉強(qiáng)度(Ultimate tensile strength，UTS，σb)、屈服強(qiáng)度(Yield strength，YS，σs)降低的變化 范圍在80~100 MPa以內(nèi)，伸長率(Elongation，EL，η)和斷面收縮率(Reduction of area，RA，A)則分別 提升1.5%和2%。此現(xiàn)象歸因于低溫固溶條件下， 等軸α相含量較多，變形可以分散到鄰近的晶粒中 去，防止個別晶粒產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象而導(dǎo)致開裂， 因此宏觀上表現(xiàn)為良好的塑性和較低的強(qiáng)度。第二 階段則是在固溶溫度從965℃上升至985℃區(qū)間 內(nèi)，材料強(qiáng)度增加而塑性下降。在固溶溫度為955℃時強(qiáng)度最高，塑性優(yōu)異，而在965℃時塑性 最佳，強(qiáng)度最差。出現(xiàn)上述變化趨勢的主要原因是 隨著固溶溫度的升高，組織形態(tài)發(fā)生改變，由等軸 組織逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡p態(tài)組織以及魏氏組織，等軸α相 含量減少，片層α相長寬比增加，對位錯運(yùn)動的阻 礙加大，而塑性變形正是由于位錯的滑移、攀移等 引起的[24−26]，所以強(qiáng)度會有升高的趨勢。

表 3 TC11 鈦合金熱處理后室溫拉伸性能

Solution temperature/℃	Aging temperature/℃	UTS/MPa	YS/MPa	EL/%	RA/%
955	520	1207.00	1090.00	15.00	45.00
965	520	1136.00	978.00	16.50	47.00
975	520	1139.00	979.00	16.50	41.00
985	520	1170.00	960.00	8.00	10.00
955	530	1205.00	1097.00	15.00	42.00
965	530	1128.00	976.00	16.00	42.00
975	530	1123.00	974.00	14.50	35.00
985	530	1137.00	947.00	8.60	9.80
955	540	1193.00	1097.00	16.00	37.00
965	540	1119.00	972.00	17.50	45.00
975	540	1114.00	962.00	15.00	37.00
985	540	1153.00	987.00	10.00	12.00

對比同一個固溶溫度下不同時效溫度對應(yīng)的拉 伸性能數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)(見圖5)，各曲線走勢相近， 不同時效溫度下的拉伸性能并無明顯差別。具體而 言，當(dāng)時效溫度在520~540℃范圍內(nèi)波動時，對合 金力學(xué)性能的影響微弱。這表明，在固溶時效處理 過程中，固溶處理能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)整合金的強(qiáng)塑性；時效溫度的微小改變對材料力學(xué)性能的影響 則較小。本研究結(jié)果與張明玉[24]對TC10鈦合金的 研究結(jié)論有相似之處，即時效溫度的適度調(diào)整對最 終性能影響有限。

2.2.2　顯微組織特征參數(shù)與力學(xué)性能的定量研究

鈦合金中等軸α相含量和晶粒尺寸以及片層α相長寬比和厚度等特征參數(shù)被認(rèn)為是影響鈦合金性 能的重要組織參數(shù)[27−28]。圖6所示為TC11鈦合金等軸α相含量與室溫拉伸性能的統(tǒng)計關(guān)系，其中藍(lán) 色曲線代表強(qiáng)度隨等軸α相含量的變化趨勢，隨著 等軸α相含量升高，強(qiáng)度先降低后升高；紅色曲線 則通過伸長率和斷面收縮率，體現(xiàn)合金塑性與等軸α相含量的變化規(guī)律，表現(xiàn)為塑性隨著等軸α相數(shù) 量的增加先升高后降低。在借助二次多項式函數(shù)研 究組織−性能的定量關(guān)系時，相關(guān)系數(shù)用于衡量因 變量和自變量之間的相關(guān)程度[29−30]。經(jīng)研究，該合 金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與等軸α相含量的相關(guān)系 數(shù)R2分別為0.846和0.959，而伸長率和斷面收縮率 的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.715和0.737。由此可見，等 軸α相含量對強(qiáng)度的影響更為顯著。當(dāng)?shù)容Sα相含 量較多，大約保持在35%~46%之間，α相可視為該 狀態(tài)下的主導(dǎo)相，相比于具有體心立方結(jié)構(gòu)的β相，α相的滑移系少，位錯在滑移過程中可采取的 空間位向小，這在一定程度上限制了塑性變形能 力，進(jìn)而促使抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度升高。

通過對TC11鈦合金等軸α相晶粒尺寸與室溫 拉伸性能關(guān)系的統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖7所示。由圖7可以看出，隨著等軸α相晶粒尺寸的增加，合金 的強(qiáng)度先升高而后逐漸下降，塑性則持續(xù)升高并維 持在較高水平。分析主要原因是產(chǎn)生了細(xì)晶強(qiáng)化效 應(yīng)[31−32]。當(dāng)?shù)容Sα相晶粒尺寸在1~4 μm區(qū)間時，細(xì) 小的晶粒結(jié)構(gòu)通過增加晶界密度有效阻礙位錯運(yùn) 動，同時彌散分布的晶粒促使變形均勻化，這種協(xié) 同作用使材料在提升強(qiáng)度的同時獲得優(yōu)異的塑性變 形能力。隨著晶粒尺寸進(jìn)一步增大(＞4 μm)，晶界 對位錯運(yùn)動的阻礙作用減弱，導(dǎo)致細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng)減 弱，合金綜合力學(xué)性能下降。合金的抗拉強(qiáng)度和屈 服強(qiáng)度與等軸α相尺寸的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.648和0.750，而伸長率和斷面收縮率的相關(guān)系數(shù)R2分 別為0.923和0.933。由此可知，等軸α相尺寸主要 影響材料的塑性。GONG等[11]研究表明，在Ti20C合金中，等軸α相的等效圓直徑與斷裂伸長率呈顯 著正相關(guān)，其尺寸的增加可有效提升塑性，這與本 研究中通過優(yōu)化等軸α尺寸改善材料塑性的結(jié)論一致。

合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與片層α相厚度的 相關(guān)系數(shù)R2分別為0.841和0.880，伸長率和斷面收 縮率的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.244和0.250，由此可 知，片層α相厚度對TC11的強(qiáng)度影響較深，對塑 性影響相對微弱。圖8所示為TC11鈦合金片層α相 厚度與室溫拉伸性能的關(guān)系曲線。

由圖8可以看 出，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度會隨著片層α相厚度的增 加而持續(xù)下降，而伸長率和斷面收縮率則出現(xiàn)先下 降后升高的趨勢。當(dāng)片層α相的厚度在0.1~0.2 μm區(qū)間時，因厚度相對較小，位錯容易切過α相[33]， 由于α相與β相晶體結(jié)構(gòu)存在本質(zhì)差異，且位錯切 過時會出現(xiàn)新表面，導(dǎo)致界面能升高。此時，晶粒 發(fā)生塑性變形需要更大的外力作用，因此合金表現(xiàn) 出較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。隨著片層α相厚度 增加至0.35~0.47 μm，單位體積內(nèi)片層數(shù)量減少， 導(dǎo) 致 片 層 間 距λ增 大 ， 根 據(jù) 位 錯 臨 界 切 應(yīng) 力

公式[34]：τ=Gb/λ(1)

式中：G為切變模量；b為柏氏矢量；λ為相鄰片層α相之間的平均間距。兩端固定的位錯線運(yùn)動的臨 界切應(yīng)力τ減小，此時位錯更傾向于繞過α相。位 錯繞過機(jī)制占主導(dǎo)后，材料屈服所需的臨界外力降 低，從而導(dǎo)致合金強(qiáng)度隨片層厚度增加而下降。

TC11鈦合金片層α相長寬比與室溫拉伸性能 的關(guān)系曲線如圖9所示。由圖9可以發(fā)現(xiàn)，隨著片 層α相長寬比的增加，合金強(qiáng)度的變化趨勢是先減 小后升高，而塑性則是持續(xù)下降。研究從微觀機(jī)制 分析，當(dāng)片層α相長寬比較小時，顯微組織中存在 較高比例的等軸α相，其與β轉(zhuǎn)變組織構(gòu)成的等軸 或雙態(tài)組織可通過協(xié)調(diào)變形提升合金綜合性能；隨 著長寬比增大至魏氏組織特征范圍，此時等軸α相 完全消失，位錯在α/β界面處發(fā)生纏結(jié)和塞積的概 率增加[35]。這進(jìn)一步說明等軸α相的協(xié)調(diào)變形能力與片層α相對位錯阻礙作用共同促使合金力學(xué)性能 發(fā)生演變。利用相關(guān)系數(shù)分析，片層α相長寬比與 伸長率和斷面收縮率的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.861和0.907，而與抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為0.491和0.635，以上相關(guān)系數(shù)說明片層α相長寬比對塑性影 響顯著。石曉輝等[4]在研究Ti-6Al-4V合金網(wǎng)籃組 織與拉伸性能定量關(guān)系中，同樣得出片層α相長寬 比的增大可導(dǎo)致塑性降低的結(jié)果，進(jìn)一步印證了本 文中片層α相長寬比對塑性的影響規(guī)律。

建立鈦合金顯微組織特征參數(shù)與拉伸性能定量 關(guān)系的關(guān)鍵，在于找出最佳匹配的函數(shù)形式，通過 多次擬合，在探究單一特征變量與拉伸性能的定量 關(guān)系時，采用二次多項式作為函數(shù)模型，建立TC11鈦合金顯微組織−拉伸性能的定量關(guān)系式

式中：x、y、z、w分別是等軸α相含量、等軸α相 晶粒尺寸、片層α相厚度和片層α相長寬比；a、b₁、b₂、c₁、c₂、d₁、d₂、e₁、e₂均為常數(shù)；σ為各項 拉伸力學(xué)性能。

片層α相厚度與伸長率(R²=0.244)、斷面收縮 率(R²=0.250)呈弱相關(guān)，但多元模型剔除該變量后， 式(5)、(6)的R²分別下降8.4%和2.8%，表明其對整 體性能調(diào)控存在潛在協(xié)同作用，已有研究發(fā)現(xiàn)[36]， 較厚的片層α相通過阻礙α/β界面裂紋擴(kuò)展間接調(diào) 控塑性。通過SPSS完成相關(guān)性分析與線性回歸， 最終得到室溫拉伸性能與四個顯微組織特征參數(shù)的 定量關(guān)系式(3)~(6)：

由式(3)~(6)可知，各組織特征參數(shù)對力學(xué)性能 的影響呈現(xiàn)非線性特征，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，得到的相關(guān)系數(shù)分別為0.977、0.995、0.965和0.985，進(jìn)一步證明了采用二次多項式能夠更好地 表達(dá)TC11鈦合金顯微組織特征參數(shù)與拉伸性能的 定量關(guān)系，為深入研究該合金的性能提供了有力的 數(shù)學(xué)模型支持。

3、結(jié)論

1) 固溶溫度主導(dǎo)等軸α相含量變化，在相變點(diǎn)以下等軸化程度較高，隨溫度升高發(fā)生相變導(dǎo)致其減少直至消失；時效溫度則顯著影響片層 α 相形貌，520~540 ℃范圍內(nèi)溫度每升高 10 ℃使長寬比平均增長13.31。

2) 在相同時效溫度下，力學(xué)性能受固溶溫度影響呈兩階段特征，低溫固溶時強(qiáng)度降低而塑性上升，高溫固溶時強(qiáng)度增加但塑性下降；在同一固溶溫度下，520~540 ℃時效溫度小幅變化對性能影響微弱，表明固溶處理是調(diào)控合金強(qiáng)塑性的關(guān)鍵因素。

3) 等軸α相含量和片層α相厚度影響強(qiáng)度，等軸α相含量的增加或片層α相厚度的減小均提高強(qiáng)度；塑性主要受等軸晶粒尺寸和片層長寬比影響，等軸晶粒尺寸的增大或片層長寬比的降低均改善塑性。基于多元非線性回歸建立的二次多項式模型(見式(3)~(6))呈現(xiàn)顯著相關(guān)性(R2＞0.96)，能準(zhǔn)確描述 TC11 組織參數(shù)與拉伸性能的關(guān)系，對組織和性能的控制及優(yōu)化具有重要意義。

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（注，原文標(biāo)題：TC11合金顯微組織特征參數(shù)與拉伸性能的定量關(guān)系）

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tag標(biāo)簽:TC11鈦合金,固溶時效,航空發(fā)動機(jī)熱端部件,顯微組織演變

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