TC4钛合金，又称Ti-6Al-4V合金，是一种广泛应用于航空航天、海洋、医疗等领域的α+β型钛合金。其具有优异的综合力学性能和热处理性能，本文将对其力学性能和热处理性能进行分析。
1.TC4钛合金的力学性能
TC4钛合金在室温下具有较高的强度和良好的塑性，其抗拉强度可达900-1100 MPa，屈服强度为800-950 MPa，延伸率在10%-15%之间，断裂韧性也较好。TC4的密度约为4.43 g/cm³，远低于钢材，因而在重量要求较严格的场合（如航空发动机）中具有优势。
TC4合金的疲劳性能优异，耐腐蚀性强，尤其适用于高强度和耐腐蚀环境。其弹性模量约为110 GPa，低于钢材，因此在某些应用中可以降低结构的刚度要求。
2.TC4钛合金的热处理性能
TC4钛合金通过不同的热处理工艺可以改善其力学性能和微观组织，常见的热处理工艺包括退火、淬火及时效处理。
(1)退火处理
退火处理通常在700-800℃下进行，目的是降低残余应力并提高材料的塑性。经退火处理后，TC4钛合金的抗拉强度有所降低，但延展性提高，适合对延性要求较高的场合。
(2)淬火处理
TC4钛合金的淬火处理温度一般为930-950℃，水冷或空冷后会形成马氏体结构，使材料的强度显著提高。此时，抗拉强度可达1100 MPa以上，但韧性会有所下降。
(3)时效处理
淬火后的TC4钛合金通常进行时效处理，温度范围为480-600℃。经过时效处理后，合金的硬度和强度进一步提高，尤其适用于需要高强度的结构件。
3.热处理对TC4合金微观组织的影响
不同热处理工艺对TC4合金的组织产生显著影响。退火处理会生成较为均匀的α+β相；而淬火处理则形成针状马氏体；时效处理则有利于沉淀强化相的生成，这些结构变化直接影响合金的力学性能。
4.总结
TC4钛合金凭借其优异的力学性能和可调控的热处理性能，已成为高性能结构材料的首选之一。通过合理选择热处理工艺，可以显著改善其强度、韧性和塑性，满足不同应用领域的需求。
