典型钛及钛合金的组织与性能综述
干货丨高清金相图谱之钛及钛合金
干货丨高清金相图谱之钛及钛合金来源：材易通。
初生α相(primary α)从α+β相区上部加热保留下来的α相。
一般初生α相多呈等轴状，而等轴状的α相几乎都是初生α相。
次生α相(secondary α)从α+β相区上部加热，冷却和时效过程中β相分解产生的α相。
一般次生α相多呈片层状，长宽比较大。
原始β晶粒(prior β grain)最后一次进入到β相区时形成的β晶粒，这些晶粒可能会在β转变点以下的加工时变形。
转变β组织(transformed β structure)从β转变点以上或α+β相区保温冷却过程中β相分解所形成的混合组织，通常由片状α和β交替排列组成。
集束(colonies)β在原始β晶粒内，α片取向几乎相同的区域。
不同方向的集束相互交错，构成了β转变组织。
α'相(α prime/hexagonal martensite phase)β相以非扩散转变形成的过饱和非平衡六方晶格α相。
形态为针状，长宽比高。
由于其形核不依赖于位置，形成的马氏体针常常交错排布，终止于晶界。
α'相(α double prime/orthorhombic martensite phase)由β相以非扩散转变形成的过包和非平衡斜方相，也可能是由于加工应变而引起的。
一般认为α'相是β相向α'相转变的过渡相，退火时效过程中，可以发生α'相向α'相的转变。
ω相(ω phase)在β相分解过程中，通过形核长大的一种非平衡显微相，是β相向α相转变的过渡相。
淬火、时效都可以形成ω相，淬火形成的是无热ω相，时效形成的是等温ω相。
有资料认为，应力应变也可以引发β相向ω相的相变。
ω相引起合金强度升高，塑韧性严重降低。
β'相(β' phase)溶质富化型亚稳定β钛合金中β相通过相分离反应形成的一种浓度较低的亚稳相，此时ω相形成受到抑制，和调幅分解的主要区别在于调幅分解没有形核，而β'相的生成是通过形核长大过程实现的。
钛材料知识点总结大全
钛材料知识点总结大全钛材料是一种轻量、高强度、耐腐蚀的金属材料，由于其优异的性能，在航空航天、船舶、汽车、医疗器械等领域得到了广泛应用。
为了更好地了解钛材料，下面将对钛材料的相关知识点进行总结。
1. 钛材料的物理性能钛是一种具有金属光泽的银白色金属，其密度为4.51克/立方厘米，比重仅为1/2.7，属于轻质金属。
此外，钛的熔点为1668摄氏度，具有良好的的耐高温性能。
2. 钛材料的化学性能钛是一种不活泼的金属，能在大多数化学介质中稳定存在。
它具有良好的耐腐蚀性能，可以在酸、碱、盐等腐蚀介质中长期使用而不受腐蚀。
3. 钛材料的机械性能钛具有优异的机械性能，其抗拉强度可以达到600-1000兆帕，屈服强度为550兆帕。
此外，钛材料还具有优秀的韧性和疲劳强度，适用于各种动态负荷条件下的使用。
4. 钛材料的加工性能钛材料的加工性能相对较差，主要表现为高硬度、难切削、易产生变形和割裂等特点。
因此，在加工过程中需要采取适当的工艺和措施来保证钛材料的加工质量。
5. 钛材料的热处理钛材料通常采用α-β相结构，可通过热处理来调整其组织结构，提高其力学性能。
常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理、等温回火处理等。
6. 钛合金的分类钛合金是指钛与其他金属元素形成的合金，可以根据其组成和性能分为α型、α＋β型、β型和ψ型等不同种类的钛合金。
7. 钛材料的表面处理钛材料的表面处理可以提高其表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，常见的表面处理工艺包括阳极氧化、阳极电泳涂层、喷砂处理等。
8. 钛材料的焊接钛材料的焊接相对较为复杂，主要问题包括氧化、氢捕集、氢致脆、热影响区等。
适当的焊接工艺和措施可以有效降低这些问题。
9. 钛材料的应用领域钛材料具有轻量、高强度、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、医疗器械、化工、海水淡化等领域。
10. 钛材料的发展趋势随着科学技术的不断进步，钛材料的生产工艺和性能不断改善，其应用领域也不断拓展。
钛及钛合金基础知识
钛及钛合金基础知识
1．钛及其合金的性能
纯钛的密度为4.5 g/cm3，熔点为1 668℃。
钛及其合金具有很多的优点，如抗蚀能力强，尤其是抗海水及其抗蒸汽腐蚀能力比铝合金、不锈钢和镍合金还高；在各种浓度的硝酸和铬酸中以及稀硫酸、苛性碱溶液中的稳定性好；焊接性好，低温韧性好，强度低，塑性好；易于冷压力加工。
但是，其工艺性和切削加工性很差，冷变形易开裂，在热加工时易吸收氢、氧、氮及碳等杂质，导致塑性和冲击韧性降低，为热加工（铸、锻、焊、热处理）带来不少麻烦。
2．钛合金分类、特性及应用
钛合金按其退火后的组织可分为3个类型：α型、β型和α+β型。
(1) α型钛合金α型钛合金所含的合金元素主要为铝和锡。
当温度在400℃以下时，它的总体性能较好，组织稳定，焊接性能好，焊缝韧性高。
但强度不高，也不能热处理强化。
因此，它通常用于制造350℃以下经冲压或焊接成形的零件。
(2) β型钛合金β型钛合金能进行热处理强化，焊接性及压力加工性也比较好。
但总体性能不稳定，冶炼工艺也较复杂，所以目前不常用。
(3) α+β型钛合金α+β型钛合金的力学性能变化范围宽，可适应各种不同的用途。
可进行热处理强化，并且它的工艺性较好，便于压力成形。
但是它的焊接性差，高温下具有较大的热强度。
因此，它常用来制造
400℃下长期工作的零件。
例如，TC4是用途最广的钛合金，用量占现有钛合金的一半。
钛合金的α和β相组织
钛合金的α和β相组织
钛合金是一种具有许多优点的材料，具有高强度、轻质等特点，因此广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
而钛合金的组织结构在它的性质和性能上也起着非常重要的作用，其中α和β相组织是钛合金最常见的组织形式。
钛合金的α相是一种排列有序的六方密排结构，具有极好的高温稳定性、刚性和延展性。
而β相则是一种面心立方结构，具有高比强度和高韧性等特点。
因此，钛合金的α相和β相组织的比例对于钛合金的性能和用途影响非常大。
一般情况下，钛合金的α和β相的比例可以通过不同的合金配方和热处理方法来调节。
例如，当钛合金中的β相含量较高时，其比强度和塑性会相应地增加，其应用于高强度轻量化领域会更为广泛。
而当钛合金中的α相含量较高时，其延展性和高温稳定性较好，适用于高温环境下的使用。
除了合金配方和热处理方法外，机械加工和热加工等工艺也可以对钛合金的α和β相组织进行调节。
例如，通过热加工可以使α相向β相转化，从而增加钛合金的塑性和韧性，但会相应地减少钛合金的强度和硬度。
总的来说，钛合金的α和β相组织对钛合金的性能和应用有着至关重要的作用。
在实际应用中，需要根据不同的领域和要求来选择调节合金中α和β相比例的方法，以满足各种使用场景下的性能要求。
钛合金的分类及特点
钛合金的分类及特点钛合金是一种具有高强度、低密度、耐腐蚀性能优良的金属材料，由钛和其他元素（如铝、锡、锌等）合金化得到。
根据合金元素的不同，钛合金可以分为α型、β型、α+β型和亚α型等几类。
下面将详细介绍这些分类及其特点。
1. α型钛合金：α型钛合金主要由α相钛组成，常见的合金元素有铝、锡、锌等。
该类钛合金具有良好的强度和耐热性能，可以在高温下使用。
此外，α型钛合金还具有较好的可加工性和焊接性能，适用于制造航空航天、汽车和船舶等领域的零件和结构件。
2. β型钛合金：β型钛合金主要由β相钛组成，常见的合金元素有钼、铌、钽等。
β型钛合金具有较高的强度和韧性，同时具有良好的耐腐蚀性能。
此外，β型钛合金还具有良好的耐热性和低温韧性，适用于制造航空航天、化工和医疗器械等领域的零件和结构件。
3. α+β型钛合金：α+β型钛合金是由α相和β相钛组成的混合结构。
常见的合金元素有铝、钼、锡等。
α+β型钛合金综合了α型和β型钛合金的优点，具有较高的强度、较好的可塑性和良好的耐腐蚀性能。
这类钛合金广泛应用于航空航天、船舶、化工和医疗等领域。
4. 亚α型钛合金：亚α型钛合金是一种特殊的钛合金，其合金元素主要是铝和锡。
亚α型钛合金具有很高的强度和硬度，同时具有较好的耐腐蚀性能。
这种钛合金常用于制造高强度和耐腐蚀要求较高的结构件，如航空发动机的叶片、船舶的螺旋桨和汽车引擎的连杆等。
除了以上几类常见的钛合金，还有一些稀有钛合金，如高温钛合金、超强塑性钛合金等。
高温钛合金具有很好的高温强度和耐热性能，适用于制造高温工作的零件和结构件。
超强塑性钛合金具有出色的塑性和变形能力，可用于制造复杂形状的零件。
总结起来，钛合金具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能，可以在高温和低温环境下使用。
不同类型的钛合金具有不同的特点，适用于不同的工程领域。
选择合适的钛合金材料可以满足工程设计的要求，提高产品的性能和使用寿命。
钛合金介绍PPT课件
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魏氏组织α 片结构的断裂韧性与屈服强度的关系
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α 稳定元素和间隙元素的固溶强化
间隙元素的硬化能力比α 稳定元素大，源于形成强的 局部定向电子结合键。
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β稳定元素的钛固溶强化作用
α +β 型钛合金的退火组织为α +β ，以TC加顺序号表示其合金
的牌号。 合金同时含有β 相稳定元素和α 相稳定元素。组织以α 相为主，β 相的数量通常不超过30%。 合金可通过淬火及时效进行强化，多在退火状态下使用。α+β 型钛合金的室温强度和塑性高于α 型钛合金，生产工艺比较简单， 通过改变成分和选择热处理制度又能在很宽的范围内改变合金的 性能，应用比较广泛，尤以TC4用途最广，用量最多。
（1）产生β相共析分解的元素，如铬、钴、锰、钨、铁、镍、
铜、银、金、钯、铂等。随温度降低， β相会发生共析分解， 析出α相及金属间化合物相。铜、硅等合金化时，共析转变快， 析出TiCu2，Ti5Si3。而铁、锰、铬、钴、镍等合金化时则速率 较慢，即使连续缓慢冷却，也可能转变不完全，保留一些残余 的β相。当快速冷却时，共析反应可以被完全抑制，过冷β相可 保留到室温，而不产生相变。
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气体杂质元素的作用
氢：稳定β相元素。
在335℃下，氢在α -Ti的溶解度为0.18%，并随温度降低而迅速 下降。故α相钛合金很容易发生氢脆，脆化原因是生成TiH2氢化物， 一般纯α-Ti的冲击韧性αK≈180J/cm2，当w(H)=0.015%时， αK 降至30J/cm2。因此，具有α 及α ＋β 组织的钛合金要求含氢量低， 一般采用真空冶炼，使含氢量较低。
钛合金材质种类
钛合金材质种类钛合金是一种具有优良性能的金属材料，广泛应用于航空航天、能源、医疗等领域。
钛合金材质种类繁多，下面将介绍几种常见的钛合金材质。
1. TC4钛合金TC4钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝、4%的钛和小量的铁、氧等组成。
该合金具有良好的机械性能，具有高强度、低密度、抗腐蚀性能好等特点。
TC4广泛应用于航空航天、航海船舶和化工等领域。
2. TA2钛合金TA2钛合金是一种α型钛合金，由纯钛和少量的铁、氧等组成。
该合金具有良好的延展性和可焊性，适用于制作各种薄板、管材和丝材。
TA2钛合金广泛应用于化工、电子、船舶等领域。
3. TC11钛合金TC11钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝、4%的钒、2%的铁和小量的碳、氧等组成。
该合金具有高强度、高耐热性和良好的耐蚀性，适用于制造航空发动机、涡轮盘和船舶耐蚀构件等。
4. TA15钛合金TA15钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝、4%的锰和小量的铁、氧等组成。
该合金具有良好的延展性和韧性，适用于制造航空发动机的叶盘、涡轮盘和船舶的舵轮等。
5. Ti-5553钛合金Ti-5553钛合金是一种α+β型钛合金，由5%的铝、5%的锡、5%的锗和小量的铁、氧等组成。
该合金具有较高的强度和耐腐蚀性，适用于制造航空发动机的叶片、涡轮盘和船舶的推进器等。
除了以上几种常见的钛合金材质外，还有许多其他种类的钛合金，如TA1、TA7、TA9、TC2等。
每种钛合金材质都具有不同的成分和性能，适用于不同的工程和应用领域。
总结起来，钛合金材质种类繁多，每种材质都具有特定的成分和性能。
了解不同的钛合金材质有助于选择合适的材料来满足具体的工程需求。
随着技术的发展，钛合金材质的研究和应用将会进一步推进，为各个领域带来更多的发展机遇。
简述钛及钛合金的特点
简述钛及钛合金的特点钛及钛合金是一种重要的金属材料，具有许多独特的特点。
钛是一种轻质、高强度的金属，具有良好的耐腐蚀性和生物相容性。
钛合金是由钛与其他元素（如铝、钒、镁等）合金化而成，可以进一步改善钛的性能。
钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性。
钛具有一种致密的氧化层，可以有效地防止钛与外界环境中的氧、水等物质发生反应，从而具有较强的抗腐蚀性。
此外，钛合金中添加的其他元素还可以进一步提高钛的耐腐蚀性能，使其在酸、碱、盐等恶劣环境下具有更好的稳定性。
钛及钛合金具有良好的生物相容性。
由于钛具有低的密度和良好的耐腐蚀性，因此被广泛用于医疗领域。
钛材料可以与人体组织良好地相容，不会引起排异反应或过敏反应。
因此，钛及钛合金常用于制作人工骨骼、人工关节、牙科种植体等医疗器械。
钛及钛合金具有较高的强度和优良的机械性能。
钛具有较高的比强度，即单位质量的材料所能承受的最大应力相对较高。
钛合金中添加的其他元素可以进一步增强钛的强度和硬度，使其具有更好的抗拉、抗压和抗疲劳性能。
因此，钛及钛合金广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域，用于制造飞机、火箭、汽车零部件等。
钛及钛合金还具有良好的热稳定性和耐高温性能。
钛的熔点较高，达到约1668℃，并且在高温下仍然保持较好的力学性能。
钛合金中添加的其他元素可以进一步提高钛的耐高温性能，使其在高温环境下仍能保持较好的强度和稳定性。
因此，钛及钛合金常用于制造航空发动机、航天器结构件等高温工作条件下的零部件。
钛及钛合金具有良好的加工性能。
钛具有良好的可塑性和可锻性，可以通过热加工和冷加工等方式进行成型。
此外，钛合金还具有较好的焊接性和切削性，便于进行组装和加工。
因此，钛及钛合金可以满足不同领域对于材料加工性能的需求。
钛及钛合金具有耐腐蚀性、生物相容性、高强度、优良的机械性能、热稳定性和加工性能等特点。
这些特点使得钛及钛合金在航空航天、汽车、医疗器械等领域得到广泛应用，并具有重要的经济和社会价值。
钛合金具有的优良性能
钛合金具有的优良性能
钛合金具有优良的性能，主要包括以下几点：
1、高抗腐蚀性：钛合金具有良好的抗腐蚀性，在常温下对水、海水及一些酸碱等均具有良好的耐腐蚀性，不易被腐蚀。
2、高强度：钛合金具有高强度，它的强度是钢的2-3倍，但是重量比钢轻，使用寿命长，抗疲劳性能优异。
3、高热韧性：钛合金具有良好的热韧性，耐热温度高达600℃，常温下无论是加工还是焊接都不会改变其物理性能。
4、耐磨性：钛合金具有良好的耐磨性，其耐磨性是钢的7-8倍，可以大大延长工具的使用寿命。
5、良好的生物相容性：钛合金具有良好的生物相容性，可用作人体内部骨骼植入物，表面抗菌性强，无毒无害，不会引起过敏反应。
钛合金(Ti)
四、应用与发展
1、宇航工业中的发展
F22战斗机
2、民用工业
高尔夫球头 钛合金网球球拍
3、汽车工业
赛车 排气管
本章小结
1. 钛合金是一种新型高能结构材料。它具有密度小、比强度高、耐高 温、热导率低和耐腐蚀等优良特点，且资源丰富，已成为航天化 工等部门广泛应用的材料。 2.α钛合金的主要元素是α稳定元素和中性元素锡，主要起固溶强化作用。 由于此类合金具态下使用。 3.β钛合金主加元素是扩大β相区的钼、钒铬等元素，此外还加入少量的 铝。这类合金主要通过时效硬化得到高强度，但耐热性差，在制 备过程中具有良好的工艺性。因其合金化复杂，故应用受一定的 限制。 4.α+β钛合金是目前最重要的一类钛合金。 α+β同时加入了α稳定元素 和β稳定元素，使α和β相都得到强化。钛合金力学性能变化范围 宽，可适应各种用途，约占航空使用钛合金的70%以上。
一、概述
钛的基本性质
1.
2. 3. 4. 5.
存在两种同素异构转变 α（密排六方）和 β （体心立方结构） 比强度高 耐腐蚀性好 低温性能好 热导率低
工业用钛合金的主要元素：
①α稳定元素 有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛 合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温 强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 ②β稳定元素 又可分同晶型和共析型二种。前者有 钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。 ③中性元素 有锆、锡等。
二、常用钛合金
分类：
我国工业纯钛分为TAO、TA1、TA2、TA3四级。 美国定为Gr1、Gr2、Gr3、Gr4四级，日本分为 1种、2种、3种、4种四级。 1、按照合金在平衡和亚稳定状态的相组成，钛合 金可分为α、α+ß和 ß三大类。（我国钛合金 国标牌号中，TA系列代表α型钛合金；TB系列代 表ß型钛合金；TC系列代表α+ß型钛合金。） 2、按照使用性能特点，则可分为结构钛合金、耐 热（热强）钛合金和抗钛合金等类。
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典型钛合金的组织与性能文献查阅总结1.α型钛合金α型钛合金中又分为全α型钛合金和近α型钛合金，工业纯钛属于α型钛合金，此外一般α合金含有6%左右的Al和少量中性元素，退火后几乎全部是α相，典型合金包括TA1~TA7合金等；近α型钛合金中除了含有Al和少量中性元素外，还有少量（不超过4%）的稳定元素，如TA15、TA16、TA17等。
1.1工业纯钛工业纯钛按杂质元素含量分为TA1、TA1ELI、TA1-1、TA2、TA2ELI、TA3、TA3ELI、TA4、TA4ELI9个牌号，相变点大约为900℃。
工业纯钛具有高塑性、适当的强度、良好地耐蚀性以及优良的焊接性能等特点，广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置、舰船零部件等，其冷热加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和丝材，一般在退火状态下交货使用。
典型的工业纯钛显微组织如图1-3所示：图1 TA1板材650℃/1h退火态组织：等轴α+少量晶间β图2 TA2大规格棒材600℃/1h退火态组织：等轴α图3 TA3板材800℃/1h退火态组织：等轴α+含有针状α转变的β1.1.1 TA1钛管的组织与性能[][]庞继明，李明利，李明强等. 退火温度对TA1钛管材组织和性能的影响[J]. 钛工业进展. 2011, 28(2): 26-28研究方法：TA1铸锭经过2500t水压机开坯锻造和1600t卧式挤压机热挤压，最终获得φ45×7mm的管坯。
管坯经两辊和三辊管材冷轧机轧制成φ12×1.25mm的管材。
将管材置于真空热处理炉中，分别加热至450，475，490，500，550，600，650，700℃，保温90min，随炉冷却。
a）TA1钛管的显微组织图1为冷加工态及不同的温度热处理后的TA1管材横向显微组织。
可以看出，冷加工态的TA1管材组织混乱且有部分晶粒破碎不完全；700℃下的组织已完全再结晶、等轴化，与650℃的相比晶粒已明显长大。
在相同的保温时间里，随着退火温度的提升，再结晶晶粒逐渐粗化。
图1 TA1钛管经不同温度退火处理后的横向显微组织b）TA1钛管的力学性能加工态TA1管材的抗拉强度为570MPa, 屈服强度为520MPa, 延伸率为17%。
图2为经不同温度处理后的TA1管材的力学性能。
由图2可以看出,随着热处理温度的升高, 材料的抗拉强度和屈服强度逐渐下降并趋于稳定, 延伸率逐渐增大。
图2 热处理温度对TA1管材力学性能的影响1.1.2 TA2薄板的组织与力学性能[][]蒋建华，丁毅，单爱党. 冷轧工业纯钛的微观组织和力学性能[J]. 中国有色金属学报. 2010, 20(1):58-61研究方法：将初始厚度为9mm的二级工业纯钛TA2板异步轧制至1.5mm，其中部分样品同步轧制至0.3mm，实验中异步轧制采用同径异步轧制方法，上下辊径均为130mm，上辊速度固定为33r/min，下辊速度在0~33 r/min可调，实验中采用22 r/min，异速比为1.5。
当下辊速度也为33 r/min，即为同步轧制。
a）TA2薄板不同轧制工艺的力学性能原始热轧态材料的强度为450MPa，伸长率大于25%。
经过83%的异步轧制后强度达到800MPa，而伸长率则下降到9%，再经过进一步同步轧制后（轧下量80%），强度提高到960MPa，伸长率进一步下降至7%，如图1所示。
通常情况，对称轧制能够使材料产生加工硬化，而晶粒细化效果不大；而不对称轧制由于附加有剪切应力，会使材料中晶粒产生细化效果。
图1 不同轧制工艺TA2板的拉伸曲线b）TA2薄板不同轧制工艺的微观组织从图2可以看出，轧制前TA2薄板的微观组织，晶粒大小在50μm左右，晶粒形貌没有明显拉长，在晶粒内部有条状结构，可能为变形孪晶。
经过异步轧制和同步轧制后的显微组织不能看到明显的晶粒形貌，但是可以看到材料变形后的流变情况，类似于剪切带。
通过TEM对轧制后的组织进行精细结构观察可以看到（图3），经过83%异步轧制的组织包含了拉长的晶粒和等轴晶粒，平均晶粒尺寸小于1μm，晶粒内部有大量位错。
经过83%异步轧制+80%同步轧制的晶粒基本为等轴晶粒，尺寸在0.5μm左右。
图2 TA2薄板的金相组织：(a)热轧态；(b) 83%异步轧制；(c) 83%异步轧制+80%同步轧制图3 TA2薄板的TEM形貌：(a) 83%异步轧制；(b) 83%异步轧制+80%同步轧制1.1.3 TA1高温动态拉伸力学行为 [1][]Huang W, ZanX, Nie X, et al. Experimental study on the dynamic tensile behavior of a poly-crystal pure titanium at elevated temperatures [J]. Mater Sci Eng, 2007, A443: 33-41[]陈翔, 龚明, 夏源明. 工业纯钛高温动态拉伸力学行为的微观机制[J]. 中国科学技术大学学报，2009 39(6):619-626a）TA1不同温度和应变速率下的拉伸曲线由准静态下不同温度的加载试验发现，工业纯钛的力学行为除表现出热激活控制的位错滑移机制主导的温度相关性外, 在500~900K之间内还明显受杂质含量的影响, 出现屈服应力、流动应力、应变硬化率和断裂应变等随温度的反常变化现象。
目前人们对上述现象的微观解释是工业纯钛在相应的变形工况下发生了溶质原子与位错相互作用的动态应变时效过程。
图1 准静态和动态下不同温度的拉伸应力应变曲线b）力学性能的温度相关性和应变速率相关性规律在10-3s-1应变速率下，变形温度为623K<Ts< 773K时，如图2( a)所示，流动应力—温度曲线下降趋于平缓，显示流动应力的温度相关性明显降低。
应变硬化率在准静态条件约423~623K间和动态条件约523~ 773K下受温度影响较小, 其他条件下与温度呈明显的负相关性。
应变速率相关性：如图2( b) 所示, 同一应变速率下的伸长率—温度曲线在动态条件下呈“U”形趋势，而在准静态条件下呈“W”形的趋势；其中在温度为773K时，试样的断裂应变出现极小值点(俗称“蓝脆”点)。
在不同温度下准静态的应力应变曲线均看不到明显的屈服点( 见图1( a) , ( b) )；而在动态加载下，当Ts > 693K时出现了明显的屈服点；在1400s-1应变率下, 流动应力在屈服点后还发生了振荡(见图1(d))。
图2温度和应变速率对TA1流动应力(a)和伸长率(b)的影响c）不同温度和应变速率下的显微组织金相观察结果如图3所示，所观察的试件中晶粒均在拉伸方向伸长。
孪晶的出现能使晶粒细化，因此动态试件中的平均晶粒尺寸明显小于相应温度下的准静态试件。
另外，变形温度在773K以上的各试件中，晶粒整体形貌与未变形时相比变化很小，在TEM下也发现其位错密度等变形特征大大减少。
由于773K已达到纯钛的再结晶温度(纯钛熔点为1941K) ，因此结合以上观察结果可以断定高温加载条件下的断裂应变增加、应变硬化率降低等现象均是由于试验中试件发生动态再结晶，使内部缺陷在变形的同时得到修复的缘故。
图3 几种典型加载工况下变形后试样的金相组织，箭头为拉伸方向1.1.4 TA2板材90°ECAP变形工艺的组织与性能 [1][]刘晓燕，赵西成，杨西荣等. 退火温度对90°ECAP变形工业纯钛组织和性能的影响[J]. 金属热处理，2013，38(1): 92-96 研究方法：将TA2板材加工成18mm×18mm×70mm的ECAP试样，放入两通道夹角90°，外圆角20°的等径弯曲通道变形模具中在室温下进行1道次ECAP变形，挤压速度为3.5mm/s。
本试验单道次等效应变为1.05。
a）等径弯曲通道变形后的显微组织室温90°模具ECAP变形工业纯钛1道次后的显微组织如图1所示。
图1(a )中可以看出变形后，横断面晶粒基本保持等轴状，且晶粒内部发生了剧烈塑性变形。
图1( b)显示，ECAP变形后，纵断面的晶粒被明显拉长，具有明显的方向性，其与X轴( 挤出方向) 的夹角约为27°，这与ECAP变形1道次的剪切特征吻合。
图1 ECAP变形后工业纯钛的显微组织(a)横截面;(b)纵截面b) 退火温度对显微组织的影响从图2（a）（b）可以看出，工业纯钛在400℃经过1h退火后，退火后组织与工业纯钛1道次ECAP冷变形后组织类似，仍然保持明显的方向性，但是晶界较清晰，说明经过400℃退火1h后，变形组织已经发生回复，应力释放。
在500℃退火1h时(见图2(c)，(d))，发生大范围内的再结晶，而且再结晶核心逐渐长大横断面基本看不到原始晶界，但是纵断面仍然可以观察到宏观拉长的变形组织，即500℃退火1h未改变原始变形组织的方向性，没有完全再结晶。
在600℃退火1h (见图(e)，(f))，变形组织已经完全再结晶并晶粒长大，得到平均晶粒尺寸约为12μm的等轴状的再结晶组织。
通过上述观察分析，工业纯钛在高于400℃退火时，由于开始发生再结晶现象，随温度升高，晶粒逐渐开始长大，强度硬度开始降低，热稳定性能变差图2 工业纯钛ECAP变形试样不同温度退火1h横(a，c，e)、纵(b，d，f) 截面的光学显微组织( a，b)400℃；(c，d) 500℃；(e，f)600℃c) 退火温度对力学性能的影响工业纯钛室温1道次ECAP变形试样在不同温度退火1h的抗拉强度、伸长率和显微硬度随退火温度变化如图3所示。
随着退火温度升高，抗拉强度和显微硬度逐渐降低，伸长率逐渐提高。
当退火温度为400℃时，抗拉强度和显微硬度下降缓慢，当退火温度高于400℃时，抗拉强度和显微硬度迅速下降，伸长率显著提高，这也与图2中不同温度退火后的显微组织相对应，即室温工业纯钛1道次ECAP变形试样在400℃、500℃和600℃退火1h后分别发生回复、变形试样大范围内再结晶和完全再结晶并且晶粒长大。
在600℃退火1h后硬度为1204MPa，低于初始热轧态工业纯钛硬度(1380MPa)，这是因为初始组织中有大量孪晶的存在。
图3 退火温度对ECAP试样抗拉强度显微硬度和伸长率的影响d) 不同退火温度后拉伸断口形貌工业纯钛所有的中心拉伸断口区域存在大量的等轴韧窝，表现出典型的韧性断裂特征。
韧窝随退火温度的降低而变得细小均匀，在韧窝的底部存在一些小孔洞，这是断裂的起始位置。
这些空洞可能是杂质所产生的。
由ECAP变形1道次Y面的显微组织(图1(b) )可知，晶粒被拉长，且与挤出方向呈27°。