鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等優(yōu)異的綜合性能，被廣泛用于航空航天、海洋工程、石油鉆探、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，其產(chǎn)品以鍛件、型材、棒材、板材、管材等為主。近年來，隨著石油、天然氣鉆探和開采、海洋軍事的迅猛發(fā)展，對具有高強(qiáng)高韌、高耐海水腐蝕性能的鈦及鈦合金材料需求越來越大，特別是針對大直徑管材φ230~600mm) 的需求日益增加。因此研制各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足該領(lǐng)域使用要求的大直徑管材是非常必要的。

TC4ELI屬于中強(qiáng)高韌型低間隙鈦合金，它最早是以“ 損傷容限” 的概念在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提出的，是國外應(yīng)用最為廣泛的鈦合金。國內(nèi)也相繼對其進(jìn)行了研究與開發(fā)，但TC4ELI鈦合金加工變形抗力較大，其產(chǎn)品多以板材、鍛件居多，而在大直徑管材制備方面鮮有報(bào)道。關(guān)于TC4ELI常規(guī)材料組織與性能的研究較多，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道稱，斷裂韌性與熱處理制度有很大關(guān)系，隨著固溶處理溫度的升高，斷裂韌性提高；如果空冷后時效，這種效應(yīng)會加強(qiáng)；還有文獻(xiàn)稱β區(qū)熱處理相對于β變形具有更高的斷裂韌性，歸結(jié)為區(qū)熱處理后顯微組織的特點(diǎn)是更大的β晶粒尺寸和晶內(nèi)片狀α相的織構(gòu)性；前期作者團(tuán)隊(duì)對TC4-DT鈦合金鍛件進(jìn)行了組織和力學(xué)性能研究，結(jié)果表明隨著溫度的升高，斷裂韌性得到提高，但相變點(diǎn)以上溫度淬火+ 時效處理會導(dǎo)致沖擊韌性急劇下降。

為了獲得具有較好強(qiáng)韌性匹配的TC4ELI大直徑鈦合金管材（直徑>φ350mm， 預(yù)期指標(biāo)Rm≥800 MPa 、Kic≥90MPa.m1/2、ak≥60J/cm2) ，為深海工程用大規(guī)格管材的生產(chǎn)做好技術(shù)準(zhǔn)備，對其進(jìn)行熱處理以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、塑性、斷裂韌性以及沖擊韌性之間的匹配。參考相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合作者團(tuán)隊(duì)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本文選擇了普通退火、高溫退火、α+β兩相區(qū)退火+不同溫度時效4種熱處理制度。前兩種退火制度用來探索強(qiáng)度、斷裂韌性和沖擊韌性的變化范圍（后兩種制度旨在提高強(qiáng)度， 同時觀察斷裂韌性和沖擊韌性的變化情況。通過對4 種熱處理制度處理后的合金組織、力學(xué)性能進(jìn)行對比分析，探索獲得較好強(qiáng)韌性匹配的熱處理工藝制度， 為大直徑TC4ELI鈦合金管材的制備提供實(shí)際技術(shù)依據(jù)。

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