摘要：相變溫度對钛合金加工工藝十分重要，钛合金加工需要進行熱處理，對钛合金的相變溫度範圍需要計算出具體的數值。本文采用了計算法、差熱分析法和連續升溫金相法對钛合金試樣進行了測定，取得了相變溫度範圍。文中對三種測試方法進行了分析，得出TC4钛合金的相變溫度值爲998℃。

前言

TC4钛合金的應用範圍較廣，并且應用的領域均屬航空、航天工業，其對工藝的要求較高。在钛合金工藝改造過程中需要對其進行熱處理，這需要分析钛合金的相變溫度範圍，文中針對一種钛合金試樣采用了三種方法測試，得出相變溫度值。

1.TC4钛合金的性質及相變溫度

TC4钛合金（Ti-6Al-4V）的組成是由α和β兩相钛合金組成，其優點爲：（1）工藝性強；（2）可塑性強；（3）可焊接和耐腐蝕。TC4钛合金應用廣泛，在我國主要體現在航空業和航天工業中。

對钛和钛合金的加工需要進行熱處理，所以TC4钛合金的相變溫度的測定十分重要，也是TC4钛合金處理工藝的應用參數，處理時做熱加工處理，加工钛合金，使其形成目的形狀，需要對钛合金的适用溫度進行掌控，這也是在钛合金熱處理工藝中氧和氮污染指标的重要參考依據。在钛合金材料的使用工藝中，相變溫度或相變溫度範圍需要有準确的數值，而钛合金的相變溫度數值随着钛合金的成分不同和加工曆史不同，每批原材料的相變溫度也不同。

2.TC4钛合金相變溫度的測定與分析

2.1不同方法對相變溫度的測定

2.1.1計算法對相變溫度的測定

钛合金相變溫度的變化是熱加工後對其中各元素的變化，通過計算法來推算其溫度變化，計算法能夠在連續升溫金相法中提供淬火溫度的選擇範圍[1]。

使用計算法對钛合金相變溫度的測定公式爲：

公式中885℃爲單純钛的相變溫度；W爲各元素的質量值；q爲各元素對相變溫度的影響。

按照TC4钛合金的化學成分和雜質含量對相變溫度的影響，計算公式爲：

钛合金中成分的含量對相變溫度的影響作用如表1所示。

表1钛合金中成分的含量對相變溫度的影響作用

相類型元素質量含量（ppm）影響值（℃）

α相Al 6.12±0.21+14.5±0.2

N 0.01±0.02+23.2±0.1

O 0.16±0.01+5.5±0.5

C 0.012±0.11+2.5±0.2

βH 0.005±0.110-5.1±0.1

V 4.02±0.05-15.0±0.2

Fe 122.0±1.21-15.3±1.2

Si 0.01±0.12-1.0±0.2

根據計算法推算出TC4钛合金的相變溫度爲885℃+（鋁）126.75℃-（釩）56.7℃-（鐵）2.01℃-（矽）0.1℃+（碳）4.4℃+（氧）34.0℃+（氮）5.5℃-（氫）1.1℃=995.7℃。

2.1.2差熱分析法對相變溫度的測定

差熱分析法是借助差熱分析儀對試樣進行分析，與在相同條件下的試樣進行對比，根據兩者的溫差變化關系建立曲線對比圖，對物質狀态進行判定[2]。試樣采用空冷的冷卻方式，對消除變形應力較難控制，所以在DSC試樣中存有殘餘應力，試驗開始後，溫度會逐漸升高，期間是殘餘應力的釋放，殘餘應力的釋放屬于放熱行爲，所以試樣前階段DSC曲線會偏離基線，而向上放熱。

2.1.3連續升溫金相法對相變溫度的測定

在熱工藝操作中，根據計算法和差熱分析法得出的相變溫度值确定淬火溫度範圍，分别将溫度控制在980、985、990、995、1000、1005℃中，确定淬火溫度間隔爲5℃。其α相的淬火溫度和臨近α相消失溫度之間的平均溫度便是相變溫度。

3.結論

綜上所述，TC4钛合金的應用範圍較廣，其制作工藝過程需要對钛合金進行熱處理工藝，因此，需要了解钛合金的相變溫度值。本文通過三種測試方法測試到試樣钛合金的相變溫度範圍，其測量值差異不大，每種方法均能夠提供準确數據，但操作方法各有千秋。最終得出，TC4钛合金的相變溫度平均值爲998℃。