实验用料为宝钛集团生产的3 t BT25 钛合金铸锭，其化学成分为（质量百分数）: Al: 6.2～7.2， Mo:1.5～2.5，Zr: 0.8～2.5，Sn: 0.8～2.5，W: 0.5～1.5，Si: 0.10～0.25。铸锭的相转变温度为1020～1030℃，铸锭开坯选用β 相区温度锻造，经多火次的中间锻造制成一定尺寸的坯料，最终在两相区锻制成异型锻件。对锻件试样采用下面2 种热处理工艺：1）固溶温度分别为1040 ℃、990 ℃、960 ℃，保温2h 炉冷至850 ℃后空冷，时效制度为550 ℃，6 h空冷；2）固溶温度分别为1040 ℃、990 ℃、960 ℃，保温2 h 空冷，时效制度为550 ℃，6 h 空冷热处理后在Axiovert 200MAT 型显微镜上对试样进行显微组织观察，拉伸性能在CMT5105 型拉伸试验机上进行测试。
固溶温度和冷却方式对显微组织的影响，采用上述热处理方案获得的显微组织见图1。
由图1 可见， 当固溶温度超过相变温度达到1040 ℃时，炉冷的组织为粗大的片状魏氏组织（见图1a），空冷的组织为针状魏氏组织（见图1d）；固溶温度在相变温度以下时为α+β 转的组织，与960 ℃相比，采用990 ℃固溶处理获得的显微组织中初生α 相较大，且含量较少。冷却方式为炉冷的α 相尺寸比空冷的要粗大，且α 相比例要相对多一些，这是由于炉冷过程中，试样缓慢冷却，在高温停留时间长，其组织转变进行的充分，使α 相有时间长大。
固溶温度和冷却方式对性能的影响，不同的固溶处理工艺及冷却方式对应的室温和高温力学性能分别见表1、表2。
从表1 和表2 可以看出，固溶温度在相变温度以上时，空冷的比炉冷的室温强度高，塑性指标及冲击韧性变化不大。这是由于空冷的α 片层细小，细晶强化的结果。 固溶温度在相变温度以下时，同一固溶温度下空冷的比炉冷的室温强度稍高、断面收缩率和冲击韧性要高的多、延伸率变化不大，但屈服强度略有下降。这是由于在相变温度以下组织为双态组织，且空冷的组织中有针状α 析出物。高温强度随着冷却速度的提高而略有提高趋势，塑性指标变化不明显。990 ℃和960 ℃固溶处理均能得到好的组织和性能，选择990 ℃，2 h 空冷+550 ℃，6 h 空冷热处理制度时，可以保证强度和塑性的最佳配合。
结论：1）在相变温度以下（990 ℃和960 ℃）固溶处理，无论是空冷还是炉冷，得到的组织和性能均符合标准的要求。2）固溶温度和冷却方式对显微组织与性能有影响，同一固溶温度下，空冷的比炉冷的显微组织细小。固溶温度在相变温度以上，空冷的比炉冷的室
温强度高，但塑性指标及冲击韧性变化不大。这是由于空冷的α 片层细小，细晶强化的结果。固溶温度在相变温度以下，同一固溶温度下空冷的比炉冷的室温强度稍高、断面收缩率和冲击韧性要高的多、延伸率变化不大，但屈服强度略有下降。高温强度随着冷却速度的提高而略有提高趋势，塑性指标变化不明显。3）选择固溶温度为990 ℃，保温2 h 空冷 + 550℃，保温6 h 空冷热处理制度时，可以保证强度和塑性的最佳配合。
