現(xiàn)代飛機(jī)損傷容限設(shè)計準(zhǔn)則的提出與應(yīng)用導(dǎo)致了選材判據(jù)的變化，促進(jìn)了一些高損傷容限型結(jié)構(gòu)鈦合金材料的研發(fā)與應(yīng)用。國內(nèi)外先后開發(fā)了一批具有較高的斷裂韌度和疲勞裂紋擴(kuò)展抗力的損傷容限型鈦合金，如美國以及中國自主研制的TC21、TC4-DT等。

　　TC4-DT鈦合金鈦棒是我國在“十五”期間自主研制的一種中強(qiáng)高損傷容限型鈦合金，與其他中強(qiáng)鈦合金鈦棒相比，其在強(qiáng)度、塑性水平相當(dāng)?shù)臈l件下，具有更高的斷裂韌性和抗裂紋擴(kuò)展能力，可廣泛用于我國四代機(jī)、大飛機(jī)等重要機(jī)型的關(guān)鍵承力構(gòu)件。本工作采用兩相區(qū)退火、兩相區(qū)固溶+時效，單相區(qū)固溶+時效的熱處理工藝，研究了不同熱處理工藝對TC4-DT鈦合金鈦棒顯微組織和力學(xué)性能的影響，以獲得該合金強(qiáng)度、塑性、韌性最佳匹配的熱處理工藝。

　　(1)TC4-DT合金在兩相區(qū)進(jìn)行普通退火和再結(jié)晶退火處理后發(fā)生再結(jié)晶，a相尺寸有所增大，且退火溫度越高，冷卻速度越慢，再結(jié)晶越充分，并發(fā)生a相聚集長大，導(dǎo)致合金強(qiáng)度顯著下降，塑性增加。

　　(2)在兩相區(qū)固溶+時效處理得到雙態(tài)組織，隨著時效溫度升高，次生a相含量減少，a片層尺寸增大，合金的強(qiáng)度和斷裂韌性下降，塑性有所提高。而當(dāng)固溶時冷卻速度升高，時效時生成的次生片狀a相更為細(xì)小，導(dǎo)致合金的強(qiáng)度升高，塑性和斷裂韌性下降。

　　(3)在單相區(qū)固溶水冷獲得馬氏體組織，隨后進(jìn)行時效處理，合金的塑性急劇惡化，均發(fā)生脆斷。并且隨時效溫度升高，片層有所增厚，但析出的次生a相含量減少，鈦合金鈦棒的強(qiáng)度和斷裂韌性有所下降。而在單相區(qū)固溶空冷獲得魏氏組織，隨后進(jìn)行高溫時效處理，將使a片層厚度進(jìn)一步增大，且混亂交織程度減小，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，塑性和斷裂韌性均有所提高。

　　(4)TC4-DT鈦合金棒經(jīng)950C/1h/WQ+550C/6h/AC熱處理，可以實現(xiàn)強(qiáng)度、塑性、韌性的最優(yōu)化匹配，從而獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。