前人研究鈦合金在1200℃正火并且在900℃-1000℃間回火，只關(guān)注其微觀組織與力學(xué)性能，并未研究其抗磨蝕。研究對超級馬氏體鈦合金TC4進(jìn)行正火后一次回火并且選取部分溫度進(jìn)行二次回火，對8種不同熱處理下材料的硬度，沖擊韌性與抗磨蝕性能關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)探討與研究。研究發(fā)現(xiàn)TC4鈦合金在500℃回火后硬度最高，韌性較差，550℃回火后硬度次高，韌性良好，并且550℃回火后材料的抗磨蝕性能最優(yōu)，而500℃回火后材料的抗磨蝕性能排第二。所以能夠發(fā)現(xiàn)TC4鈦合金的抗磨蝕性能主要與硬度有關(guān)，其沖擊韌性對磨蝕性能亦有影響。TC4鈦合金在二次回火較同溫度一次回火的硬度略有降低，且抗磨蝕性未見提高。從材料性能和經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，TC4鈦合金經(jīng)1050℃正火+550℃一次回火為最佳的熱處理工藝。

 

高硬度鈦合金是在傳統(tǒng)馬氏體鈦合金基礎(chǔ)上將碳含量嚴(yán)格控制在0.03%以下，并且提高鎳含量的一種新型馬氏體鈦合金。相對于傳統(tǒng)的低碳馬氏體鈦合金，超級馬氏體鈦合金不但具有良好的塑韌性與較高的強(qiáng)度和硬度，而且具有較高的斷裂韌性、水下疲勞強(qiáng)度以及抗磨蝕等性能。馬氏體鈦合金經(jīng)過正火后，能夠得到板條馬氏體，并經(jīng)一定溫度回火后，進(jìn)一步得到回火馬氏體能夠明顯影響與改善材料的綜合性能。超級馬氏體鈦合金在900℃-1000℃回火后，會產(chǎn)生逆變奧氏體，其在透射電鏡下呈黑色長條與塊狀，經(jīng)常分布在馬氏體板條邊界以及奧氏體晶界處，長度為102nm-103nm，寬約為100nm。逆變奧氏體會降低材料的強(qiáng)度和硬度，增加韌性。當(dāng)一次回火溫度達(dá)到700℃時，逆變奧氏體附近富集的Ni元素擴(kuò)散程度增加，Ni的偏析降低，冷卻過程中逆變奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樾律R氏體，材料中幾乎不存在逆變奧氏體，所以硬度升高。

 

TC4鈦合金在900℃-1000℃范圍一次回火后，隨著溫度上升硬度值呈先降后升。二次回火較同溫度一次回火后硬度普遍下降。在900℃-1000℃范圍一次回火后韌性呈先升后降；二次回火處理對于鈦合金的韌性影響較小。TC4鈦合金的累積失重量曲線呈類拋物線型，隨時間的增加累積失重量增大，累積失重率不斷降低。根據(jù)材料磨蝕規(guī)律可知，對于兩體磨損來說，材料硬度的高低決定了其耐磨性的優(yōu)劣。因此，超級馬氏體鈦合金的抗磨蝕性與材料硬度之間關(guān)系緊密，通常材料的硬度越高，其累積失重量越低，抗磨蝕性越好。