チタン合金の熱処理工程は、溶体化処理、時効処理、焼鈍処理などの処理方法を通じてチタン合金の微細組織と機械的性質を調整する重要な技術です。溶体化処理では、合金を相変態点以下に加熱し、急速に冷却して過飽和固溶体を得ます。時効処理は、強化のための第二相の析出を促進します。二重焼鈍処理は、結晶構造を微細化し、材料の安定性を高めます。溶体化温度（910～930℃）や時効温度（520～560℃）などの工程パラメータは、引張強度（最大1176MPa以上）と靭性に直接影響します。国内の標準システムには、不完全なカバーや非体系的な工程管理などの問題があります。アプリケーションシナリオに合わせてパラメータの組み合わせを最適化し、基準を向上させる必要があります。
Ti-6Al-4Vチタン合金の研究では、溶体化温度を910～930℃（相変態点970℃より40～100℃低い温度）の範囲で選択し、時効温度を520～560℃に制御することで、強度と靭性の最適なマッチングを実現しています。厚さ20～40mmの板材を910℃で溶体化処理し、520℃で時効処理することで、1176MPaを超える引張強度を維持しながら、伸びを15%向上させています。 920℃の溶体化処理＋560℃の時効溶体化処理により、強度は1220MPaレベルまで向上し、高強度部品の製造に適しています。相変化が十分に行われるよう、材料の厚さに応じて保持時間を調整する必要があります。
Ti-6Al-4Vチタン合金の熱処理後、比強度は27～33に達し、良好な破壊靭性を維持します。溶体化温度の上昇はβ相変態を促進させ、強度は向上しますが、可塑性は低下します。時効温度が高すぎると、過時効軟化につながります。多段時効または変形熱処理を組み合わせることで、粒界α相の制御と転位密度の最適化を実現し、材料の使用性能範囲をさらに拡大することができます。
