为了选择合理的退火工艺，我们首先观察加热温度和冷却方式对钛合金显微组织和力学性能的影响。
试验用料930℃热轧的钛合金棒料（TC4）热轧总变形率为80%左右，a+β/β相变点为980～990℃，将试样于1000℃、950℃、930℃、830℃加热保温1小时后分别依次进行空冷、水冷和炉冷，不同退火方式对显微组织和力学性。
其中冷却速度对以上四个温度的力学性能和显微组织产生很大影响，当水冷时，1000℃、950℃和940℃处于平衡的β相成分均要发生马氏体转变，β相转变为马氏体a`针，在1000℃时表现出明显的魏氏体组织，其力学性能与1000℃空冷的数据相当，在950℃和940℃并水冷的试样上，显微组织与空冷时的特征相似，但等轴初生a相之间的是β+马氏体a`针，此时对应的综合性能最高，而且有比空冷组织更好的蠕变抗力，840℃保温时平衡的β相成分已碰不到M线，但水冷后在晶间β相中也发现了十分细小的针状转变产物，仅能用电子显微镜分辨出来，但针状产物的结构尚未测得，此时断面收缩率和抗拉强度都很低，至于炉冷，由于试样冷却速度慢，在高温停留时间长，多型性转变进行的充分，所有的a相均变得粗大，1000℃炉冷后，在原始β晶粒内产生粗大的a相片和片间β相，在原始β晶界上还有条状a相形成的厚网，一般称为网篮状组织，950℃、940℃和840℃炉冷后，由于a相倾向于在原a相界面生核、长大，显微组织均为等轴a和晶间β相，在1000℃炉冷后的抗拉强度比水冷和空冷的低，拉伸塑性要高，在其它温度炉冷后的综合性能也均比水冷和空冷的低。
为了使TC4钛合金得到最好的强度和塑性综合性能，同时又有好的蠕变抗力及断裂韧性，可采用在960℃保温1小时后空冷或水冷的退火工艺。为了便于后序的加工，冶金厂出厂时，钛合金（TC4）均采用在700～800℃保温1小时空冷,对于一些大尺寸锻件，为了保证性能的均匀性，有时采用炉冷的工艺。
 
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