一、引言
TA2钛合金以其密度低、比强度高、耐腐蚀性强以及良好的高温性能等一系列优异特性，在航空航天、石油化工、海洋工程等众多高端领域中得到了极为广泛的应用。例如在航空发动机的制造中，TA2钛合金用于制造风扇叶片、压气机盘等关键部件，利用其高强度和低密度特性减轻发动机重量，提高燃油效率；在石油化工领域，其优良的耐腐蚀性使其成为制造反应釜、管道等设备的理想材料。
在实际工程应用中，焊接是实现TA2钛合金构件连接的重要手段。然而，TA2钛合金特殊的物理化学性质给焊接过程带来了诸多挑战。一方面，钛对氧、氮等活性气体具有极高的化学活性，在焊接过程中极易与这些气体发生反应，导致焊缝中氧、氮含量增加。实验表明，当焊缝区氧含量增至0.3%时，其硬度可提升20%-30%，但同时韧性会显著下降，严重影响焊接接头的综合性能。另一方面，TA2钛合金在焊接过程中会发生复杂的固态相变，如激光焊接头中所发生的体心立方（bcc）到密排六方（hcp）的相变（bcc→hcp），这一相变机制不仅直接决定了接头的微观组织形态，还间接对其力学性能产生深远影响。此外，不同的焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，会导致焊接温度场和残余应力分布的差异，进而对接头的组织性能产生不同程度的作用。
鉴于TA2钛合金焊接在实际应用中的重要性以及面临的诸多挑战，深入研究其焊接性能、组织演变规律以及优化焊接工艺具有重大的现实意义。这不仅有助于提高TA2钛合金焊接接头的质量和可靠性，拓宽其在工业领域的应用范围，还能为相关工程实践提供坚实的理论基础和技术支持。本文将综合多篇相关研究，对TA2钛合金焊接领域的关键问题进行全面而深入的剖析。
二、TA2钛合金焊接基础特性及保护需求
2.1对活性气体的敏感性及保护设计
TA2钛合金在焊接过程中，对氧、氮等活性气体表现出极高的敏感性。这是由于钛的化学性质极为活泼，在高温的焊接环境下，极易与空气中的氧、氮发生化学反应。当焊缝区氧含量因保护不当而增加时，会引发一系列不良后果。如前文所述，当焊缝区氧含量增至0.3%时，焊缝硬度会显著提升20%-30%，这是因为氧原子融入钛晶格中，形成间隙固溶体，导致晶格畸变加剧，位错运动阻力增大，从而使材料硬度升高。然而，这种硬度的提升是以牺牲韧性为代价的，韧性的显著下降会使焊接接头在承受冲击载荷或交变载荷时，容易发生脆性断裂，严重影响焊接结构的安全性和可靠性。
为了有效解决这一问题，在焊接过程中通常采用双层保护气流设计。这种设计通过外层惰性气体（如氩气）形成一个较大范围的保护气罩，将焊接区域与周围空气充分隔离，减少外界活性气体的侵入；内层惰性气体则直接作用于焊缝及热影响区，提供更为精准和高强度的保护。通过这种双层保护气流的协同作用，能够确保在整个焊接过程中，焊缝及热影响区始终处于一个低氧、低氮的纯净环境中，从而最大程度地减少活性气体对焊接质量的不利影响，保证焊接接头的完整性和综合性能。
2.2焊接接头力学性能表现
经过一系列优化的焊接工艺处理后，TA2钛合金焊接接头展现出较为优异的力学性能。以焊缝抗拉强度为例，其可达380MPa以上，这一数值表明焊接接头在承受拉伸载荷时，具有较强的抵抗破坏能力。例如在一些承受较大拉力的结构件焊接中，这样的抗拉强度能够确保结构在正常工作条件下不会因拉伸力而发生断裂。
接头的塑性接近母材的90%，意味着焊接接头在受力时能够发生一定程度的塑性变形，而不是像脆性材料那样突然断裂。这种良好的塑性使得焊接结构在受到意外冲击或过载时，能够通过塑性变形来吸收能量，避免结构的瞬间失效。以激光焊为例，焊缝区域由于激光能量的高度集中，使得焊缝快速熔化和凝固，形成的晶粒细小。这种细小的晶粒结构有利于提高材料的强度和韧性，其疲劳强度可达母材的85%以上。在一些承受交变载荷的机械部件焊接中，如发动机的曲轴等，高疲劳强度的焊接接头能够显著延长部件的使用寿命，减少因疲劳裂纹引发的故障风险。
三、不同焊接方法下TA2钛合金的焊接特性
3.1激光焊接头的相变机制及组织性能影响
3.1.1相变机制研究方法及发现
钛及钛合金激光焊接头所发生的bcc→hcp相变机制极为复杂，但对焊接接头的组织性能起着决定性作用。为了深入探究这一相变机制，研究人员采用了多种先进的研究方法。通过基于Fluent建立考虑固态相变的三维激光焊准稳态流动导热模型，能够精确模拟钛及钛合金激光焊过程中的温度场变化情况。在模拟过程中发现，固态相变物性参数和相变潜热对温度场计算结果有着显著影响。考虑固态相变时的计算结果与实际测量结果更加吻合，这表明在研究激光焊接过程时，充分考虑固态相变因素的重要性。
通过对TA2和TC4等典型钛合金激光焊温度场的模拟以及接头微观组织的表征，进一步探究了接头所发生的相变机制。研究发现，在TA2接头中，同时发生了长程和短程扩散相变。随着焊接速度的提高，短程扩散相变的比重逐渐增加。这是因为焊接速度加快时，焊接过程中的热输入减少，原子扩散时间缩短，使得短程扩散相变更为有利。而在TC4接头中，发生的是短程和无扩散相变，并且随着焊速的提高，无扩散相变的比重增加。这是由于TC4合金的化学成分和组织结构特点，使其在快速冷却条件下更容易发生无扩散相变，形成马氏体组织。
3.1.2相变与组织性能的关联
为了深入理解相变机制与接头组织性能之间的关系，研究人员开展了一系列深入研究。通过接头微观组织表征，揭示了接头子相微观组织特征。在TA2接头中，基于相变机制与微观组织特征的相关性研究发现，其接头强化机制主要归结于低角晶界位错强化。这是因为在焊接过程中，由于热循环的作用，在接头区域产生了大量的位错，这些位错在低角晶界处相互作用、堆积，形成了位错胞结构，阻碍了位错的进一步运动，从而提高了材料的强度。
而在TC4接头中，其强化机制则主要联系于马氏体强化。由于TC4接头在焊接过程中容易发生无扩散相变形成马氏体组织，马氏体具有高强度、高硬度的特点，从而显著提高了接头的强度。通过接头微区硬度性能评价，并结合接头子相微观组织特征，建立了接头微区硬度性能和子相微观组织特征的相关性，进一步明确了不同相变机制作用下接头微区的强化机制。
此外，对TA2激光焊接头进行真空热处理研究发现，在625-700℃之间进行热处理时，接头的BM（母材）和FZ（焊缝区）的组织性能没有发生明显变化，而HAZ（热影响区）则出现了再结晶现象。并且随着热处理温度和保温时间的增大，再结晶面积逐渐增大，相应地导致了显微硬度的下降。这是因为再结晶过程使得热影响区的晶粒发生重新形核和长大，消除了焊接过程中产生的加工硬化和残余应力，从而导致硬度降低。
3.2双TIG焊与单TIG焊对比研究
3.2.1温度场与残余应力模拟分析
为了对比双TIG焊和单TIG焊在TA2薄壁钛管焊接过程中的差异，研究人员采用Abaqus有限元商业软件对两种焊接方法进行了热弹塑性有限元分析。通过模拟发现，两种焊接方法获得的焊缝表面成形良好，均无驼峰、咬边等缺陷，正面和背面呈银白色，焊缝成形圆滑过渡且均匀整齐，符合HB5376-1987《钛及钛合金钨极氩弧焊质量检验》标准要求。
在温度场方面，双TIG焊接时焊缝中心温度低于TIG焊接。这是因为双TIG焊时焊接速率较TIG焊提高了约1.66倍，双TIG的单位面积热输入量小于单TIG焊。模拟得到双TIG焊焊缝中心温度为1912℃，低于单TIG焊时模拟获得的2137℃。在残余应力方面，圆筒纵向焊缝引起的残余应力分布类似于平板对接时的分布，即沿焊缝方向上的纵向残余应力远远大于垂直焊缝的横向残余应力。对于0.7mm薄壁TA2钛板，不考虑内外表面上残余应力的差别。双TIG焊缝附近vonMises应力大于200MPa的宽度小于TIG焊缝，而焊后稳态时焊缝中心的vonMises应力相近。这表明双TIG焊在控制焊缝附近高应力区域范围方面具有一定优势。
3.2.2接头组织与性能差异
从接头的显微组织来看，双TIG焊缝中心及热影响区显微组织比TIG焊细小。这是因为在双TIG过程中，双电弧力对熔池内部液态金属相互扰动和搅碎枝晶的作用更强，且焊接速度快，使得晶粒来不及长大，最终形成细条状和较小的锯齿形晶粒。在TIG焊中，熔池相对较为稳定，晶粒生长时间相对较长，导致晶粒尺寸较大。
在力学性能方面，参照GB/T3625-2007《换热器及冷凝管用钛及钛合金管》标准，对两种焊接方法下纯钛TA2薄壁管进行力学性能测试，结果表明单TIG焊和双TIG焊的拉伸试样的断裂处均具有明显的缩颈，两种焊接接头的强度参数相近。双TIG纯钛TA2拉伸、压扁和扩口试验结果良好，压扁试验后焊缝处无裂纹，扩口试验扩大率为22%，焊缝处未发现裂纹。在耐海水腐蚀性能方面，φ19mm×0.7mm的双TIG纯钛TA2薄壁管在2倍浓缩海水，60-70℃条件下，测试时间不小于120h，年平均腐蚀速率小于0.001mm/a，而且各效蒸发器腐蚀样管表面、焊缝处均未发生点蚀、缝隙腐蚀现象，可满足多效蒸馏海水淡化过程中海水降膜流动冲刷、海水盐雾等使用环境的要求。这表明两种焊接方法的接头在力学性能和耐海水腐蚀性能方面均满足相关标准要求，但双TIG焊在提高焊接速度和细化晶粒方面具有一定优势。
3.3双激光同步对称焊接特性
针对30mm厚板TA2钛合金试板，采用双激光同步对称焊接技术进行焊接，并对焊后试板进行了多方面的研究。在接头成形质量方面，焊接接头表面成形良好，呈银白色，保护效果良好，焊接试板整体变形较小，焊缝内部无气孔、夹杂、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，满足NB/T47013.2-2015标准I级要求。这表明双激光同步对称焊接能够实现高质量的焊接接头成形。
从接头金相组织形貌来看，焊缝低倍金相组织呈块状分布，内部无明显缺陷，且无贯穿整个焊缝的树枝状柱状晶。焊缝和热影响区微观金相组织均为锯齿状α相，母材为细小的等轴α相，接头心部焊缝晶粒比近表面焊缝粗大。在力学性能方面，焊接接头整体平均抗拉强度为463MPa，略低于近表面和心部接头抗拉强度，但均满足相关标准要求；焊缝屈服强度高于母材的，而塑性低于母材的。在冲击性能方面，心部焊缝冲击吸收功为141J，近表面焊缝冲击吸收功为92J；心部热影响区吸收功为129J，近表面热影响区吸收功为102J，心部激光自熔打底焊区和表面激光-MIG复合填充区冲击性能差距较大。此外，弯曲试样均合格，表明焊接接头工艺性能良好。这一系列结果表明厚板钛合金双激光同步对称焊接技术在高效高精度焊接方面具有良好的工程化应用前景。
四、ZrCuNi中间层瞬间液相焊扩散连接工艺
4.1接头界面组织与元素扩散行为
钎焊作为钛合金薄壁、复杂构件的关键连接方法，在实际应用中面临着诸多挑战。由于钛的化学性质活泼，容易与大多数钎料合金元素反应，产生溶蚀缺陷或形成脆性金属间化合物，从而恶化接头性能。而钛锆基钎料在耐高温、防腐蚀和低温抗疲劳方面具有特殊作用，在获得高强度钛钎焊接头方面具有重要潜力。采用ZrCuNi中间层在较低温度下对TA2纯钛进行瞬间液相焊扩散连接，研究发现不同Zr厚度的中间层焊接接头界面组织有明显不同。在880℃×30min工艺条件下，三种ZrCuNi中间层都与母材形成良好冶金结合，焊缝中未出现未熔合、夹杂等焊接缺陷。
通过EDS能谱仪对焊缝界面进行元素面和元素线扫描，分析合金元素在接头中的扩散行为与分布情况。结果表明，Cu、Ni元素大量存在于中心连续金属间化合物中，在扩散层共析组织中分布较少。由于Cu和Ni元素在α-Ti中的最大固溶度分别为2.1wt.%和5.5wt.%，在冷却过程中其固溶度进一步下降，因此在共析组织中Cu和Ni元素主要存在于(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物中。在焊接过程中，由于TA2母材的相变温度Tα/α+β为880.2℃，当焊接温度为880℃时母材几乎仍然以hcp结构的α-Ti存在。而Cu和Ni元素均属于Ti的共析型β相稳定元素，当热运动作用使Cu、Ni元素扩散至母材α-Ti晶粒内时，富Cu、Ni的成分起伏hcp微粒开始转变为bcc结构。由于bcc结构原子堆垛密度小，扩散系数大，其对Cu和Ni的固溶度也增大，这将加快Cu、Ni原子在其中的扩散，从而使Cu、Ni元素向母材的扩散与β-Ti晶粒长大相互促进进行，因此Cu和Ni元素的扩散行为与扩散区相变进程密切相关。
4.2组织演变机理与力学性能
为了直观描述焊缝组织演变过程，根据前人对纯钛α、β转变的原位观察结果，提出了焊缝界面组织演变机理。在焊接过程中，熔融液相合金元素向母材发生扩散，形成低熔点组元时导致部分母材向液相熔解，从而将母材的Ti元素引入液相中。中间层Cu和Ni元素向母材的扩散使得母材发生α→β转变，bcc结构的β相扩散系数高，且对Cu和Ni的固溶度大，Cu、Ni原子通过β向α扩散使得β相通过晶界迁移方式不断长大。
在力学性能方面，对不同Zr厚度中间层的接头进行力学性能测试。结果表明，TA2母材在经历焊接热循环后硬度值为150，焊缝中心共晶反应层硬度可达500以上。0.01ZrCuNi中间层焊缝中心(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物宽度很窄，此处硬度值为351，相较于0.02ZrCuNi中间层和0.03ZrCuNi中间层接头的连续宽带状化合物有明显降低。0.01ZrCuNi中间层和0.03ZrCuNi中间层焊缝扩散区共析组织的硬度相近，平均约为280，针状组织区域存在部分具有塑韧性的α-Ti，这导致其硬度进一步降低，平均为210。通过剪切试验评价各中间层焊接接头的力学性能，0.01ZrCuNi中间层接头的平均强度为207MPa，高于0.02ZrCuNi中间层（—92MPa）和0.03ZrCuNi中间层（—135MPa）接头的强度。0.01ZrCuNi中间层接头的裂纹沿中心金属间化合物带和扩散区扩展，由于金属间化合物带宽度窄，在扩展过程中经过扩散区共析组织，片层状相间组织与纳米金属间化合物能够钉扎位错并增强接头的力学性能，因此其强度最高。0.02ZrCuNi中间层接头的共晶反应层宽度大，脆性连续带状化合物容易成为裂纹源并在载荷作用下引起应力集中，从而接头极易发生脆断，因此其强度较低。0.03ZrCuNi中间层接头的金属间化合物带宽度介于两者之间，较窄的化合物带使裂纹难以完全经由此扩展，施加剪切载荷时断裂发生在化合物带与共析组织的界面处，界面处共析组织对裂纹扩展起阻碍作用，因此其强度相较于TA2钛合金0.02ZrCuNi 中间层接头的共析组织对裂纹扩展的阻碍作用较弱，因此其强度相较于 0.01ZrCuNi 中间层接头更低。这表明在 ZrCuNi 中间层瞬间液相焊扩散连接工艺中，中间层的 Zr 厚度对 TA2 纯钛焊接接头的界面组织和力学性能具有显著影响，合理控制中间层厚度可有效优化接头强度，其中 0.01ZrCuNi 中间层因金属间化合物带宽度窄且共析组织能有效阻碍裂纹扩展，表现出最优的剪切强度性能。
五、TC4钛合金轧制过程中的换热特性研究
5.1轧制换热系数的测定方法与原理
TC4钛合金因热导率小、导热性能差，在轧制过程中易出现塑性降低、变形不均、边部开裂等问题，而精确控制轧制温度是解决这些问题的关键，其中换热系数是决定轧制过程温降预测及精度调控的核心因素。为确定TC4钛合金板与空气及轧辊间的换热系数，研究采用热电偶测量板坯温度变化，一端接入测温点采集实时温度，另一端通过基于Labview搭建的数据采集系统生成温降曲线，再利用DEFORM有限元软件反算及拟合逼近的方法求解换热系数。
对于板坯与空气间的综合换热系数，实验先将TC4板坯（尺寸200mm×200mm×10mm）加热至900℃，在氩气保护下保温至受热均匀后进行空冷实验，采集温降数据后，基于反传热法原理（根据实验温降曲线，通过导热微分方程计算表面综合换热系数），利用DEFORM三维反求模块反算换热系数，并通过模拟与实验值的对比修正误差。对于板坯与轧辊间的接触换热系数，按给定参数建立有限元仿真模型，开展相同工况下的轧制实验（板坯加热至900℃，通过焊入上、下表面及心部的热电偶测实时温度），对比典型位置温度变化的拟合度，反复修正后确定接触换热系数。
5.2换热系数的变化规律及影响因素
板坯与空气间的综合换热系数随温度变化呈现明显阶段性特征：当温度小于770℃时，综合换热系数随温度升高基本呈指数型增长；当温度大于770℃时，除800~850℃的振荡区外，综合换热系数以固定速率急剧降低，在770℃左右达到最大值224W・m⁻²・K⁻¹。这一规律与TC4钛合金在不同温度下的氧化行为、热辐射能力变化密切相关，低温时热辐射作用较弱，对流换热主导指数增长趋势；高温时氧化层形成及开裂影响热传递效率，导致换热系数下降。
板坯与轧辊间的接触换热系数经修正后确定为8000W・m⁻²・K⁻¹。轧制过程中，轧件表面与轧辊接触时因强压力下的接触传热，温度骤降约122℃；离开轧制区后，通过心部回热表面温度回升，最大温升值分别约为86℃（上表面）和58℃（下表面）。进一步研究发现，不同辊径（Φ900、Φ1000、Φ1100mm）和变形量（10.5%~20%）对温度变化影响较小，最大偏差不超过0.3%；而板坯厚度（15、25、35mm）影响更显著，不同板厚最大表面温差约22℃，但整体偏差在2.6%以内，表明所确定的换热系数具有较高可靠性。
六、TC4钛合金厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳性能
6.1焊接接头的疲劳极限与S-N曲线特征
TC4钛合金作为(α+β)型双相钛合金，具有比强度高、韧性好、耐蚀性强等特点，广泛应用于航空、船舶等领域，其厚板窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能对服役安全性至关重要。研究对厚100mm的TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头（分为上、中、下三层）进行室温高周疲劳试验（应力控制拉-拉加载，频率约100Hz，应力比0.1），结果显示三层接头的疲劳极限依次为420MPa、390MPa和400MPa，呈现“第一层最高、第二层最低、第三层次之”的规律。
S-N曲线（最大循环应力与疲劳寿命关系曲线）进一步揭示了疲劳性能差异：在相同循环应力下，第一层接头疲劳寿命最高，第三层次之，第二层最低。通过幂函数关系（σₐ=σ'բ(2Nբ)ᵇ，其中σ'բ为疲劳强度系数，b为疲劳强度指数）拟合发现，第三层接头疲劳强度系数最大（6.4269），第二层次之（6.3998），第一层最小（6.0152）；而疲劳强度指数则是第二层最大（0.0423），第三层次之（0.0410），第一层最小（0.0282），这一差异与接头内部缺陷及微观组织特征密切相关。
6.2疲劳裂纹萌生与扩展机制
疲劳断口分析表明，三层接头的疲劳源区形貌及裂纹萌生位置存在显著差异。第一层接头的疲劳裂纹均萌生于试样表面，从表面向内部扩展，无内部缺陷参与。第二层接头的疲劳裂纹除表面萌生外，还易在内部焊接裂纹、未焊透等缺陷处萌生，这些缺陷成为应力集中点，加速疲劳失效。第三层接头的裂纹萌生于表面及近表面焊接气孔处，尽管气孔降低了有效承载面积，但引起的应力集中程度低于内部缺陷，因此疲劳性能优于第二层。
疲劳裂纹扩展区均存在明显疲劳辉纹，表明三层接头的裂纹均以穿晶方式扩展。透射电镜观察断口附近位错组态发现，第一层接头以位错网络和位错阵列为主，这类组态更有利于提升疲劳变形抗力；第二层主要为位错缠结，对变形的阻碍作用较弱；第三层则为位错阵列与缠结混合组态，性能介于前两者之间。这一位错机制差异进一步解释了三层接头疲劳极限的排序规律，即位错网络和阵列的强化作用使第一层性能最优，而位错缠结主导的第二层性能最差。
七、TA10钛合金板材的热处理工艺优化
7.1热处理对TA10组织与性能的影响机制
TA10钛合金（Ti-0.3Mo-0.8Ni）作为近α型钛合金，在高温高浓度氯化物中具有良好抗缝隙腐蚀能力，广泛应用于制盐、印染等领域，但热轧态板材的塑性往往难以满足爆炸复合工艺要求（断后伸长率需≥25%）。研究通过不同温度（550~800℃）和保温时间（15~180min）的退火热处理，探究对3mm厚热轧TA10板材组织和力学性能的影响。
温度对组织的影响表现为：550~650℃时，板材主要发生回复过程，组织为条带状轧制变形组织，加工硬化逐渐消除，强度降低但塑性提升有限；700~750℃时，发生再结晶形核与晶粒长大，750℃时再结晶基本完成，组织为细小均匀的等轴α相；800℃时部分晶粒异常长大，组织粗大，塑性下降。对应力学性能变化：550℃退火后塑性仍较差（伸长率21~22%）；700~750℃时伸长率显著提升至27.5~28.5%，满足B类要求；800℃时伸长率回落至25%。
保温时间的影响表现为：750℃下，保温15min时组织为条带状变形组织与少量再结晶晶粒，伸长率22~23%；30min时再结晶基本完成，伸长率27.5~28%；60min时完全再结晶，组织为均匀等轴α相，伸长率达29~29.5%；超过60min后，晶粒异常长大，伸长率降至25~27%。这是因为过长保温时间消除了变形织构对晶粒长大的阻碍，导致晶粒粗化，塑性下降。
7.2最优热处理工艺的确定
综合组织与性能测试结果，TA10热轧板材的最优热处理工艺为（700~750）℃×（30~60）min/空冷。该工艺下，板材获得均匀的等轴α相组织，加工硬化完全消除，力学性能达到：抗拉强度555~565MPa，屈服强度500~520MPa，断后伸长率27.5~29.5%，满足爆炸复合用钛板对塑性（伸长率≥25%）及综合力学性能的要求。
与采用0级海绵钛原料相比，该工艺通过优化热处理参数，在使用低成本2级海绵钛的情况下实现了塑性达标，显著降低了原材料成本，为TA10钛合金板材的工业化应用提供了经济可行的技术方案。
八、全文总结
本文综合研究了TA2、TA10、TC4三种钛合金在焊接、轧制、热处理过程中的组织与性能特性，核心结论如下：
在TA2钛合金焊接方面，TIG焊对接接头无损检测无缺陷，抗拉强度达480~492MPa，弯曲性能良好；但焊缝区域冲击吸收能量最低（90~100J），硬度最高（178HV），且母材电化学腐蚀性能优于焊接接头（10%HCl和10%NaCl溶液中）。微观组织上，母材为等轴α相，热影响区为粗大锯齿状α相，焊缝存在针状马氏体（α'相），这是焊缝硬度升高、冲击性能下降的主要原因。
在TC4钛合金轧制与焊接性能方面，轧制过程中与空气的综合换热系数随温度呈“指数增长-急剧降低”的阶段性变化，与轧辊的接触换热系数确定为8000W・m⁻²・K⁻¹，为轧制温度控制提供了关键参数；厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳极限因层次而异（420、390、400MPa），裂纹萌生位置和位错组态差异是性能分化的核心机制，表面萌生裂纹及位错网络/阵列组态对应更高疲劳性能。
在TA10钛合金热处理方面，（700~750）℃×（30~60）min/空冷工艺可实现完全再结晶，获得均匀等轴α相组织，断后伸长率达27.5~29.5%，满足爆炸复合工艺要求，且降低了原材料成本。
综上，钛合金的性能与其微观组织密切相关，焊接工艺参数、轧制换热条件、热处理制度通过调控组织演变（如相变、再结晶、晶粒长大）决定最终性能。未来研究可进一步优化焊接保护措施以提升TA2接头耐蚀性，探索TC4疲劳性能的均化工艺，以及拓展TA10热处理工艺的适用厚度范围，为钛合金在高端装备制造中的应用提供更全面的技术支撑。
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