钛合金的固体相变（整理版）
钛的主要相及其结构
纯钛在固态下有两种同素异构体，常温下以密排六方hcp晶格结构存在，称之为α钛。hcp单元晶胞如图11左图所示，在室温下点阵常数a0295
m，c0468
m。纯钛的ca1587，小于理想hcp结构的ca值1663，0001是称为底面basalpla
e，为密排面；1010称为棱柱面，1011称为棱锥面；a1、a2、a3轴是密排方向，即1120方向。当温度升到8825℃以上时，变成体心立方bcc晶格结构，称之为β钛。bcc单元晶胞如图11右图所示，110为密排面，密排方向为111，900℃时，点阵常数a0332
m。
图11α钛和β钛的原子结构示意图钛合金两相间的具体的转变温度会受间隙和置换元素含量的强烈影响，所以钛的合金元素被分为α稳定元素、中性元素和β稳定元素，如图所示：
fα稳定元素提高αβ转变温度，置换式的Al和间隙式的C、N、O都是强α稳定元素，这些元素含量越多，则钛合金的αβ转变温度越高。Zr，Hf和S
等属于中性元素，因为它们含量很低时略微降低αβ相变温度，当们含量增加时，又会提高αβ相变温度。β稳定元素能够降低钛的同素异型转变温度，扩大β相区并增加β相在热力学上的稳定性，这类元素包括间隙式的H和大量的置换式元素，其中置换式β稳定元素又分为β同晶元素和β共析元素，这取决于所产生的二元相图的细节。
钛合金的相变
钛合金热处理是钛合金学科领域内一个重要的分枝。其典型特征为淬火过程中发生了马氏体相变，或保留高温组织，合金的塑性韧性稍有升高，强度硬度稍有降低。在随后时效过程中，由于亚稳定相和中间相的生成，合金硬度、强度升高，塑性、韧性降低。对过渡阶段的每一种亚稳相和中间相都有其产生的条件和相应的性质，钛合金热处理的研究实际上就是对其淬火和时效过程中中间相的研究。
金属材料的热处理可以归纳为三大类第一类，淬火回火；第二类固溶时效；第三类，淬火时效。对于这三类热处理，它们的基础理论都是相同的，即在高温保温过程中，使合金元素固溶到基体中，然后在急冷过程中发生非平衡转变，形成过饱和固溶体，随后的时效使过饱和度弱化，析出第二相。淬火和固溶、回火和时效的区别主要是根据材料性质的不同，以及它们所产生的力学性能不同而约定成俗的。淬火和固溶的区别在于是否发生同素异构转变，凡是在急冷过程中发生同素异构转变的就称为淬火而只发生过饱和固溶的就称为固溶。钢和钛合金在淬火过程中都发生同素异构转变，即钢由奥氏体为基体的面心结构转变为以铁素体r