TC21合金具有高強(qiáng)度、高斷裂韌性、高損傷容限性能和優(yōu)異的抗疲勞性能等，是我國(guó)目前綜合力學(xué)性能匹配最佳的高強(qiáng)韌鈦合金，適用于新一代戰(zhàn)機(jī)的中后機(jī)身、機(jī)翼和起落架等重要承力部件。國(guó)內(nèi)關(guān)于TC21鈦合金室溫、高溫組織-性能關(guān)系、超塑性和疲勞等相關(guān)方面已有不少研究報(bào)道，但對(duì)于其殘余應(yīng)力的研究則很少見(jiàn)諸資料。金屬中殘余應(yīng)力在降低材料強(qiáng)度的同時(shí)更嚴(yán)重影響其疲勞性能。殘余應(yīng)力的測(cè)量和消除，對(duì)于確保工件的安全性和可靠性有著非常重要的意義。殘余應(yīng)力的測(cè)定方法大致可分為物理測(cè)定法和機(jī)械測(cè)定法。物理方法主要有激光干涉、云紋分析、X射線衍射和中子散射等，機(jī)械法包括鉆孔法、圓環(huán)應(yīng)變釋放法等。目前，盲孔法因其理論成熟、實(shí)驗(yàn)易操作、設(shè)備較簡(jiǎn)單和對(duì)試件損壞小而被廣泛使用。真空退火在使金屬材料發(fā)生回復(fù)軟化消除內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)，可改善晶體結(jié)構(gòu)、除氣、提高材料的性能，并使金屬材料獲得潔凈光亮的表面。因此，本文選取不同退火溫度和時(shí)間，通過(guò)盲孔法來(lái)研究真空退火對(duì)殘余應(yīng)力的影響，旨在找出TC21鈦合金合理的去應(yīng)力熱處理工藝。
　　TC21鈦合金棒材經(jīng)兩相區(qū)改鍛和準(zhǔn)β鍛造制成方坯，準(zhǔn)β鍛造工藝可獲得細(xì)小的低倍組織和高塑性的網(wǎng)籃組織。TC21鈦合金真空去應(yīng)力退火溫度為500、550、600和650℃；退火時(shí)間為2h和4h。熱處理實(shí)驗(yàn)在VPS50/10真空爐中進(jìn)行，真空度≤6.7×10-2Pa。
真空去應(yīng)力退火對(duì)TC21鈦合金殘余應(yīng)力消除效果明顯，隨退火溫度升高、時(shí)間延長(zhǎng)，殘余應(yīng)力呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。且溫度達(dá)到一定值后再升高溫度或延長(zhǎng)時(shí)間，殘余應(yīng)力下降非常緩慢。退火溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易導(dǎo)致晶界粗化及二次α相長(zhǎng)大，降低殘余應(yīng)力的同時(shí)也影響材料的其他性能。因此，TC21合金的退火溫度不宜過(guò)高且時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。本試驗(yàn)確定的最佳真空去應(yīng)力退火制度為：600℃加熱后保溫2h空冷。在此熱處理制度下殘余應(yīng)力降幅達(dá)80%，約為34MPa，達(dá)到了消除殘余應(yīng)力的目的。

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