1 前言

利用β型钛合金元素偏析构建异质结构，是材料性能提升的有效技术路径。已有研究选用Mo含量差异显著的Ti-Mo合金板材，经叠层压缩制备复合材料，表征其β单相组织与室温拉伸性能。本研究以β型钛合金重要合金元素Al为对象，对叠层压缩试样实施固溶时效处理，制得α相析出特征不同的复合材料，探究其显微组织及室温拉伸性能。

2 试验方法

以Ti-1 5 Mo和Ti-15Mo-3Al板材（宽25mm、长45mm、厚2mm）为原料，用螺栓临时固定制备两种复合坯料：在2块Ti-15Mo板材之间夹入1块Ti-15Mo-3Al板材的Mo-Al-Mo复合材料，以及在2块Ti-15Mo-3Al板材之间夹入1块Ti-15Mo板材的Al-Mo-Al复合材料。随后在1173K下，采用砧具（压缩部宽度10mm）对坯料中央部分实施平面应变压缩，实现层间接合。

对接合部位依次进行1173K、3.6ks固溶处理和873K、3.6ks时效处理后，开展显微组织观察。从时效处理后的接合部位截取平行段长度为5mm的小型拉伸试样，以0.005mm/s的位移速度进行室温拉伸试验，测定抗拉强度、断裂伸长率等性能指标，并采用扫描电子显微镜（SEM）等对试验后试样的断口和截面进行观察。

3 结果与讨论

图1示出了Mo-Al-Mo复合材料经固溶处理后层合面的SEM背散射电子像（BEI）观察结果。Al-Mo-Al复合材料亦呈现相同趋势：与Ti-15Mo层相比，Ti-15Mo-3Al层中析出了更多的α相。

小型拉伸试样的拉伸试验结果表明，Mo-Al-Mo复合材料的抗拉强度与Ti-15Mo-3Al相当，断裂伸长率与Ti-15Mo相当。另一方面，从试样截面（图2）可以观察到Ti-15Mo-3Al层中存在较多裂纹，因此认为有必要通过调整热处理条件等措施优化两相层的强度匹配。