β鈦合金具有很好的性能-密度比、良好的耐腐蝕性能、抗裂紋擴展能力、優(yōu)良的疲勞性能，為宇航業(yè)首選材料之一。合金的高強度主要是由于固溶之后時效處理過程中析出了細小顆粒的α相的緣故。但是，α析出物的尺寸、形貌及其體積百分數(shù)對合金強化起到至關(guān)重要的作用。研究表明，β鈦合金中β→α相的轉(zhuǎn)變與α＋β合金中的情況完全不同，最重要的區(qū)別是：在β鈦合金中，α相是在較低的溫度下形成的，因此比α＋β合金中的轉(zhuǎn)變緩慢得多。

在β鈦合金中，α相會在低于β轉(zhuǎn)變溫度的等溫?zé)崽幚磉^程中或者在從β相區(qū)域緩慢冷卻過程中形成，發(fā)現(xiàn)熱處理后獲得的力學(xué)性能與β基體中α相的形貌、體積百分數(shù)、尺寸及分布密切相關(guān)。進一步了解其中的變化機理對指導(dǎo)生產(chǎn)具有實際意義。

澳大利亞臥龍崗大學(xué)的科研人員研究了新開發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)β鈦合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr（Ti-5553）等溫?zé)崽幚磉^程中α相形貌的變化。試樣取自Φ65㎜的圓棒，在1198K固溶處理30分鐘，目的是為了獲得完全等軸晶的β組織。然后，為了研究等溫相轉(zhuǎn)變，將試樣置于623～723K的鹽浴中直接淬火，保持時間從1～8分鐘不等，然后空冷至室溫。作為參比，一個試樣1198K固溶后直接水淬。研究結(jié)果如下：

等溫時效早期，在原始晶界上形成α層，進一步時效后，在β基體中產(chǎn)生大量星形魏氏組織的α析出物。降低等溫時效溫度，星形變成三角形和/或V-形。大量α小顆粒的析出與從固溶溫度淬火至低溫過程中析出納米尺寸ω顆粒有關(guān)，因為那些位置就是α相的成核位置。在之后的時效過程中，那些小的α析出物慢慢長大，在400℃保溫8小時后，大于85%的β相轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;相。α析出物體積百分數(shù)的增加改善了材料的微觀硬度。（曉紅）