超細晶鈦(tai)合(he)金具有一系列(lie)突出優點，其室溫強度在一定程度上得以提高(gao)，高(gao)溫拉伸時具有極大的延(yan)伸率(lv)。細化晶粒(li)通常采(cai)用(yong)大變形法來獲得，如等徑彎角擠壓(ya)、高(gao)壓(ya)扭轉、多軸鍛造以及累積卷壓(ya)焊等。除此之外，對鈦(tai)合(he)金還(huan)可以采(cai)用(yong)氫處理法。

氫處理(li)是能夠使鈦合(he)(he)金(jin)晶粒(li)尺寸(cun)達1μm以(yi)下的為數較少的方法(fa)之一。利用(yong)這種方法(fa)可以(yi)使α+β型(xing)鈦合(he)(he)金(jin)Ti-6Al-4V及富β的α+β型(xing)鈦合(he)(he)金(jin)Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe獲(huo)得晶粒(li)尺寸(cun)小于0.5μm的等軸細晶組(zu)織，使合(he)(he)金(jin)具有優異的超(chao)塑(su)性能。日本(ben)學者中東潤對這兩種合(he)(he)金(jin)進(jin)行氫處理(li)，研(yan)究(jiu)其常(chang)溫(wen)性能及超(chao)塑(su)拉伸性能，并用(yong)超(chao)塑(su)成形(xing)方法(fa)試制了牙科修(xiu)補(bu)用(yong)金(jin)屬(shu)支架(jia)。

鈦合(he)金(jin)在(zai)(zai)氫氣中加熱至β相(xiang)變點以上(shang)并保溫一段時(shi)間后，水冷得(de)到馬(ma)氏體組織(zhi)，然后在(zai)(zai)α+β兩相(xiang)區進行熱加工，獲(huo)得(de)細針(zhen)狀馬(ma)氏體組織(zhi)。顯微(wei)組織(zhi)觀察結果表明，Ti-6Al-4V合(he)金(jin)的(de)α晶(jing)(jing)粒尺寸(cun)為(wei)0.3～0.5μm，Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)金(jin)的(de)α晶(jing)(jing)粒尺寸(cun)為(wei)0.1～0.3μm，而且大(da)多數晶(jing)(jing)界為(wei)大(da)角度(du)晶(jing)(jing)界。室溫拉伸試(shi)驗表明，細晶(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)金(jin)比未(wei)經氫處理、經相(xiang)同熱加工得(de)到的(de)粗晶(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)金(jin)的(de)屈服強(qiang)度(du)高(1300MPa對800MPa)，Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)金(jin)也(ye)具有這種(zhong)強(qiang)度(du)提(ti)高的(de)趨(qu)勢。

不同溫度下(xia)(xia)的(de)超塑性變(bian)形試驗表(biao)明(ming)，細晶(jing)(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)1073K下(xia)(xia)的(de)延(yan)伸(shen)率達(da)(da)到6620%，而粗晶(jing)(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)1173K下(xia)(xia)的(de)僅為2000%。細晶(jing)(jing)(jing)Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)923K下(xia)(xia)的(de)延(yan)伸(shen)率達(da)(da)極大值10600%。拉(la)伸(shen)試驗的(de)應(ying)力-應(ying)變(bian)曲線表(biao)明(ming)，粗晶(jing)(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)923K下(xia)(xia)的(de)變(bian)形應(ying)力為276MPa，而細晶(jing)(jing)(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)873K下(xia)(xia)的(de)變(bian)形應(ying)力為113MPa，是細晶(jing)(jing)(jing)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)一(yi)倍多。Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)也(ye)具有相同的(de)趨勢。

用(yong)這種(zhong)氫處理(li)法制(zhi)備了(le)超(chao)塑(su)性(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)用(yong)Ti-6Al-4V合(he)金薄板(Φ40mm×0.70mm)。進行(xing)了(le)牙科(ke)用(yong)金屬支架的超(chao)塑(su)成形試驗，試驗溫度為(wei)1123K，加(jia)(jia)工(gong)(gong)壓力(li)分別為(wei)1.0、1.5、2.0MPa。結果表明(ming)，加(jia)(jia)工(gong)(gong)壓力(li)為(wei)1.5MPa時(shi)的應變速度最合(he)適。壓力(li)為(wei)1.0MPa時(shi)，頂部(bu)的形狀不明(ming)顯；壓力(li)為(wei)2.0MPa時(shi)，發生部(bu)分斷(duan)裂，無法加(jia)(jia)工(gong)(gong)；而當(dang)加(jia)(jia)工(gong)(gong)壓力(li)為(wei)1.5MPa時(shi)可(ke)按模具的形狀加(jia)(jia)工(gong)(gong)出(chu)牙科(ke)用(yong)金屬構架。

今后為了提高加工精(jing)度，尚需進一步研究板厚對超塑成形性能的影響。