因為鈦合金具有高的強度重量比和優(yōu)良的抗腐蝕能力，所以人們開發(fā)新型宇航用鈦合金熱情高漲，近β和亞穩(wěn)態(tài)β鈦合金因為具有符合要求的性能組合而被認(rèn)為是很有前途的鈦合金，它們在用于生產(chǎn)大型異形結(jié)構(gòu)件如飛機骨架、起落架等具有特別的吸引力。這類合金一般可以通過在β基體中形成細(xì)的二次α相析出的時效熱處理而被沉淀強化，α相的形貌、體積百分?jǐn)?shù)、尺寸及分布對強度和塑性都有很大的影響。

　　Ti-6554（Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al）是一種新型亞穩(wěn)態(tài)β鈦合金，開發(fā)適用于生產(chǎn)宇航重型異形結(jié)構(gòu)件。為了獲得強度和塑性的優(yōu)良平衡，業(yè)已對合金的成分進(jìn)行了優(yōu)化。固溶和時效熱處理后，合金的極限抗拉強度約為1250MPa，斷裂韌性值從80～90MPam1/2。β相在大于750℃發(fā)生再結(jié)晶。經(jīng)900～930℃固溶+560～590℃時效后合金具有高的強度和韌性。

　　Ti-6554是一種新開發(fā)的合金，所以相關(guān)的研究報道很少，但從類似合金如Ti-5553上，研究人員獲得了不少有參考價值的工藝參數(shù)。澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究人員研究了溫度和加熱速率對Ti-6554合金時效響應(yīng)的影響。

　　Ti-6554合金成分如表1所示。合金經(jīng)多次真空自耗重熔，然后鍛造。熱處理制度為：在830℃，1小時，空冷；時效熱處理溫度范圍380～620℃，保持時間≤2天，空冷。對于時效熱處理，試樣放入爐溫為環(huán)境溫度的加熱爐中，然后以5℃／min的速率加熱至?xí)r效溫度，或者，直接放入達(dá)到時效溫度的預(yù)熱爐中，這時的加熱速率約為100℃/min。

表1 Ti-6554合金的化學(xué)成分（wt.%）

　　研究結(jié)果表明，強化程度隨時效溫度升高而降低，沉淀物形貌變粗，晶界α的范圍和厚度隨溫度而增大。時效溫度在440～500℃之間，時間4小時左右，得到最好的時效硬化響應(yīng)，這是析出α相的緣故。在440℃，合金硬度值從275Hv增加到450Hv。以怎樣的加熱速率加熱到等溫時效溫度對時效響應(yīng)有顯著影響。在500℃，發(fā)現(xiàn)以一較快加熱速率加熱的時效試樣的硬度值分散度很大。對于在560℃時效，以一較快的加熱速率加熱到時效溫度導(dǎo)致硬度到達(dá)峰值后快速下降，下降幅度相當(dāng)于峰值的20%左右。較慢的加熱速率（5℃／min）會增加α相析出物的成核位置數(shù)，使析出物更細(xì)、更均勻地分布。較快的加熱速率（～100℃／min）產(chǎn)生粗大、快速粗大欠均勻分布的析出物。