鈦合金由于具有比強度高、耐高溫、抗腐蝕性好和良好的加工性能等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天及其發(fā)動機結(jié)構(gòu)件中。TA15鈦合金，主要用于制造飛機承力框、壁板及承載梁等受力比較復(fù)雜，而工作溫度又較高的重要結(jié)構(gòu)件，其在航空制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。然而，TA15鈦合金厚板在機加工過程中，由于存在殘余應(yīng)力容易產(chǎn)生變形，殘余應(yīng)力大多數(shù)表現(xiàn)出很大的危害作用，如使結(jié)構(gòu)件的強度降低，造成應(yīng)力腐蝕和脆性斷裂；由于殘余應(yīng)力的松弛，使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生變形，影響了結(jié)構(gòu)件的尺寸精度。所以研究熱處理對TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響，降低和消除構(gòu)件的殘余應(yīng)力顯得尤為重要。為此，選取了經(jīng)過不同熱處理制度處理后的TA15鈦合金厚板，采用X?射線衍射法測量TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力，旨在摸索熱處理對TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響，為TA15鈦合金厚板熱處理制度的選擇提供借鑒。
用IFB4018型號高壓水切割機在TA15熱態(tài)厚板上割取尺寸為55×100×150mm的試樣兩塊，分別進行熱處理:
工藝1：800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h?FC真空蠕變退火；
工藝2：750℃/4h FC真空蠕變退火。
對比研究兩種熱處理工藝處理后板材的殘余應(yīng)力變化。每種工藝熱處理板材均采用X射線衍射法測定其表層的殘余應(yīng)力。在表層選擇3個點，分別沿垂直軋制方向（T向）和軋制方向（L向）進行測試。
在X射線應(yīng)力測定技術(shù)中，試樣表面處理是關(guān)鍵問題之一。原則上講，表面光潔度越高，應(yīng)力測定就越準(zhǔn)確，粗糙的表面應(yīng)力有一定程度的釋放。所以對此次TA15鈦合金厚板測試試樣，用金相砂紙反復(fù)細(xì)磨表面，使試樣表面具有足夠高的光潔度，以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。試驗結(jié)果表明：
?。?）TA15鈦合金厚板經(jīng)750℃/4h?FC真空蠕變熱處理后，其顯微組織比800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h?FC真空蠕變初生α相等軸化程度更高，從而使表層殘余應(yīng)力得到松弛，降低了殘余應(yīng)力。
（2）TA15鈦合金厚板經(jīng)750℃/4h?FC真空蠕變熱處理后，消除殘余應(yīng)力效果800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h FC真空蠕變退火明顯，T向殘余應(yīng)力平均值和極差值分別降低16.2%和83.2%，L向殘余應(yīng)力平均值和極差值分別降低42.6%和62.0%，殘余應(yīng)力值分布均勻性更好。