TC16(Ti-3Al-5Mo-4.5V)鈦合金是一種緊固件專用鈦合金，具有比強度高，對缺口、扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力集中敏感性小，耐蝕性良好和無磁性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。TC16鈦合金緊固件主要有熱鐓和冷鐓兩種制備方法，采用冷鐓技術(shù)不需要使用加熱設(shè)備和保護介質(zhì)，生產(chǎn)效率高，而且生產(chǎn)的TC16鈦合金緊固件力學性能好，精度高，表面質(zhì)量好，特別適合大批量生產(chǎn)。研究表明，材料的冷鐓變形能力與塑性、剪切強度和組織有關(guān)。吳崇周、李興無等認為TC16鈦合金網(wǎng)籃組織和等軸組織在一定條件下都可以按1:4的冷鐓比進行冷鐓。由于在工業(yè)化生產(chǎn)中等軸組織比網(wǎng)籃組織更易控制，因此本工作主要通過調(diào)整具有等軸組織的TC16鈦合金棒材的熱處理制度來優(yōu)化棒材的顯微組織和力學性能，為工業(yè)化生產(chǎn)提供借鑒。

　　采用熱軋方式制備的TC16鈦合金棒材通常需要通過熱處理消除殘余應(yīng)力，軟化合金，改善綜合性能。研究表明，退火時TC16鈦合金的塑性因再結(jié)晶程度增加而提高，而后隨著晶粒的長大而降低5。在兩相區(qū)較低溫度下熱處理時，由于只發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶，晶粒仍然很細小，其塑性較好，強度也較高。因此，TC16鈦合金棒材的熱處理溫度一般選擇780°C左右。

　　TC16鈦合金棒材加工態(tài)與不同溫度雙重熱處理后的室溫力學性能對比圖。從圖5b可以看出，經(jīng)雙重熱處理后，隨著第二級退火溫度的下降，TC16鈦合金棒材的室溫強度呈現(xiàn)遞增的現(xiàn)象，而塑性呈現(xiàn)遞減的現(xiàn)象。從圖3中的顯微組織可以看出，經(jīng)過雙重熱處理后，第二級溫度越低，晶粒越細小，使得強度上升，但由于組織均勻性較差，導致塑性下降。將雙重熱處理和爐冷處理的TC16鈦合金小棒材的性能數(shù)據(jù)進行對比可以發(fā)現(xiàn)，雙重熱處理后TC16鈦合金棒材的強度明顯高于爐冷處理，但塑性有所降低，尤其是第二級退火溫度為550°C時。這與初生a相的比例和等軸化程度有關(guān)。

　　TC16鈦合金棒材加工態(tài)與780C保溫2h、不同方式冷卻后的室溫力學性能對比圖。可以看出，不同的冷卻方式對TC16鈦合金棒材抗拉強度Rm和剪切強度t的影響不明顯，但水冷時塑性指標4和Z出現(xiàn)極小值。這與冷卻過程中馬氏體的分解和次生相的析出有關(guān)，水冷時馬氏體未發(fā)生分解，次生相來不及析出（見圖4),導致塑性下降。TC16鈦合金棒材在780C保溫2h,爐冷至530C后空冷的綜合性能較好。