鈦合金鍛件和模鍛件鍛后通常均為空冷。但是,在 β 相區(qū)鍛后若經(jīng)水淬,則其退火狀態(tài)下的塑性和其他一些力學(xué)性能指標比空冷加退火要好。鍛后快冷使合金力學(xué)性能提高的原因,在于 p 晶粒內(nèi) α 相的細化呈針狀, β 晶界上條狀 α 相的變薄。
快速冷卻并非對所有鈦合金鍛件的力學(xué)性能都有利。對于合金化程度高的合金,例如, Ti -2.5A1-7.5Mo-1Cr-1Fe( α + β 合金),在 β 相區(qū)的溫度下變形后則要采用緩冷,因為這種組織中 α 針較細小,要使其達到平衡狀態(tài)并使 α 針加粗到最優(yōu)尺寸,必須進行慢冷。對于合金化程度較低的合金,如TC4、TC6、TC9等,在 β 相區(qū)溫度下變形后,也不宜冷得太快。如果冷卻太快,組織中 α 相針狀尺寸可能細小到小于最優(yōu)尺寸,大大降低塑性指標。另外,快冷還會使β相一次再結(jié)晶受阻,從而使鈦鍛件上保留有粗晶組織。正因為如此,在生產(chǎn)上常出現(xiàn)截面尺寸大于25~30mm的模鍛件鍛后水冷再經(jīng)退火后,其塑性指標提高;而在截面厚度較小的模鍛件上,塑性指標卻降低的現(xiàn)象。所以,在選擇 β 鍛造后的模鍛件冷卻制度時,應(yīng)考慮到金屬的組織和晶內(nèi)結(jié)構(gòu)。