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高强(α+β)钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe是深度淬透性的过渡型α+β型合金,具有高度的组织不均匀性和时效强化效应。本文研究了Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr合金经过900℃(β相区)和830℃(α+β相区)固溶处理1h后水淬,不同时效温度对合金的组织和力学性能的影响。合金经900℃固溶处理1h后水淬为粗大的等轴β组织;α+β相区再结晶处理时得到由等轴初生α和细小的再结晶β晶粒组成的双态组织。由于冷却速度非常快,抑制了第二相的析出。300℃时效处理时β基体析出弥散分布的椭球状ω颗粒,与β相符合位向关系;{0001}_ω//{111}_β,<11(?)0>_ω//<110>_β。亚稳β相{111}_β晶面上的原子通过切变产生(2/3)<111>_β大小的位移,导致局部有序化,发生β→ω相变。对于α+β相区情况,除了形成ω相外,还形成α相。由于合金α+β相区固溶处理时,合金元素发生偏聚,α稳定元素Al偏聚于初生α相中,而β稳定元素Mo、V、Fe、Cr偏聚于β相,亚稳β相富含了大量的β稳定元素,时效响应时间缩短,ω相析出速度加快,同时α相析出速度也加快。当温度高于350℃时,同时观察到α和ω相的析出。在低温时效过程中,β→α转变借助中间过渡ω相来完成。α相在ω/β相界形核或在ω相内形核,细化α相,同时ω相在α相的生长方向变形,导致形成的α相具有原始ω相的形态特征,得到均匀弥散析出的强化细小针状α相。当时效温度高于500℃时,针状α相直接从β晶界和晶内中析出,没有中间相ω的形成,显微组织由针状α和β转变组织构成。α相在晶界上优先形核,而后在晶内形核。这是由于在和相邻的一个晶粒有取向关系的晶界上形核降可以低形核功以及大角度晶界是析出相形核的一个非常重要地点。α相的形成速率、数量和形态分布取决于时效温度和时间。合金在β相区固溶处理,或在α+β相区固溶处理后时效处理,虽然α相在晶界和晶内析出的α相大小不一致,但对合金显微硬度影响不大。相同的时效温度下,合金α+β相区固溶加时效后的硬度明显高于β相区固溶时效后的硬度。900℃固溶处理及时效后,合金的硬度在450℃时达到最大值。合金α+β相区固溶后的时效最大硬度值出现在350℃。这是由于早期析出的ω颗粒可以作为α相的形核核心,细化α相。当时效温度造成从直接亚稳β相中析出α相,由于片层粗大,硬化效应小,硬度值降低。当时效温度超过500℃时,硬化效应均为α相造成的,温度愈高,析出的α相愈粗大,降低合金的强化效果,硬度值降低。