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(上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240))

0 引 言

TC4(Ti6Al4V)钛合金是一种典型的双相(α+β)钛合金，具有密度低、强度高、热膨胀系数低、生物相容性好、抗疲劳和耐腐蚀性能优异等特点，被广泛用于航空航天、汽车、海洋工程、化学工程、医疗器械等行业[1-2]。然而，使用条件的变化对合金的强度提出了更高的要求，如何进一步提高TC4钛合金的强度成为近十年来钛合金研究的热点之一。晶粒(组织)细化是同时提高材料强度和韧性的有效途径，采用强烈塑性变形(Severe Plastic Deformation，SPD)技术可以获得纳米晶(晶粒尺寸在100 nm及以下)或超细晶(晶粒尺寸在1 000 nm及以下)组织，进而显著提高材料的强度。近年来，各种SPD技术，如高压扭转(HPT)[3]、等通道挤压(ECAE/ECAP)[4]等，被广泛应用于制备高强度TC4钛合金，并取得了良好的效果[3-9]。

但是，这些传统SPD技术对生产条件的要求较高，制备的材料尺寸也较小，很难实现工业化生产。轧制是最常用也是最理想的工业化生产大型板材的方法，作为一种新型的SPD技术，大变形轧制能有效地细化晶粒，同时易于实现工业化生产。在前期研究中，作者所在课题组采用大变形轧制方法成功制备了纳米晶及超细晶钢[10-12]、镍合金[13]和纯钛[14-15]。在此基础上，作者采用道次大压下量的大变形热轧方法制备超细晶TC4钛合金，研究了轧制变形量对该合金组织和性能的影响。

1 试样制备与试验方法

试验原料为商用TC4钛合金，由云南钛业提供，其化学成分见表 1。使用电火花线切割机在TC4钛合金上切割出尺寸为100 mm×30 mm×20 mm的块……