本文为一篇综述性学术文章，题目为《Evolution of Texture During Thermomechanical Processing of Titanium and its Alloys》，作者为A.K. Singh和R.A. Schwarzer，分别来自Defence Metallurgical Research Laboratory（Hyderabad，India）和Clausthal University of Technology（Germany）。文章发表于2008年10月出版的《Trans. Indian Inst. Met.》第61卷第5期，页码为371-387。以下为基于文章内容的学术报告：

研究背景和文章主旨

钛及其合金因其优异的强度、韧性、抗疲劳和抗蠕变性能，在航空航天、工业和医疗等领域具有广泛应用。然而，钛及其合金的晶体织构对其机械性能有显著影响，尤其是在热机械加工过程中，织构的演变是由变形、再结晶和相变的联合作用驱动的。本文旨在回顾热机械加工过程中，钛及其合金的织构演变机制及其对机械性能的影响，同时讨论与这些材料变形和晶体取向相关的相转变变体选择机制及织构建模进展。

文章主要内容概要

1. 钛及其合金的晶体结构和分类

纯钛（Titanium）存在两种同素异构体：低温的α相（六方密排结构，HCP）和高温的β相（体心立方结构，BCC），它们以β转变温度（882°C）之间的相变界限区分。合金化元素被分为α稳定化元素（如Al、O、N和C，提升β转变温度）、β稳定化元素（如V、Nb、Mo、Fe、Cr、Mn，降低β转变温度）和中性元素（如Zr和Sn）。根据α和β合金元素的浓度，钛合金被分类为近α型、α+β型、近β型和β型。

2. 钛合金的相变

α→β及其逆向相变是钛及其合金最主要的相变过程。其结果取决于热力学与动力学之间的竞争机制，包括扩散型的平衡相α和非扩散型的亚稳相形成。此外，文章对涉及α相分解、马氏体回火和共析反应的其他相变进行了评述。

3. 钛的织构研究

3.1 变形织构

• 热轧织构：热轧条件下的纯钛织构受初始织构、轧制温度及冷却方式影响显著。研究发现{2–110}〈01–.0〉和{2–118}〈84–.3〉是主要织构分量。
• 冷轧织构：冷轧条件下，纯钛的最终织构与起始织构和氧含量密切相关。低变形量（<30%）时，孪晶主导织构演变；高变形量（>50%）时，滑移机制占主导。
• 剪切带织构：在拉伸变形的钛中，剪切带的织构与其基体变形区域晶体取向密切相关。

3.2 再结晶织构

• α相区内退火处理的再结晶织构明显依赖退火温度。在500°C以下，织构与冷轧织构相似；在500°C以上，主要织构逐步转变为{1–013}〈12.0〉。
• β相区退火时，α→β及β→α的晶体取向关系决定了转变织构，变体选择在高变形样品中更显著。

3.3 模型化与变形机制

包括SQL（Taylor）模型和其他连续介质模型的晶体塑性模拟揭示了不同滑移系和孪生机制对α钛及合金织构形成的作用。在钛合金中，由于六方的低对称性，滑移和孪生系统塑性变形的精准建模仍具有挑战性。

4. 钛合金织构研究

4.1 热轧织构

• α合金和α+β合金的热轧织构因轧制区域以及α和β相的体积分数差异而显著不同。例如：Ti-6Al-4V合金在不同温度和轧制方向下可形成强的b/t型（基面/横向）织构。
• α+β两相合金的织构影响还涉及到转变温度对β相形态和分布的作用。

4.2 热压缩织构

热压缩实验揭示Ti-6Al-4V合金在800-1050°C范围内的压缩织构，研究表明β相转变到α相存在显著的变体选择。

4.3 冷轧织构

多种钛合金如Ti-Mn、Ti-V合金的冷轧织构显示了强烈的取向依赖性与滑移变形主导性。

4.4 退火织构

实验表明，在Ti-6Al-4V等合金中，β区加热及小变形会显著随机化晶体织构，冷却速率对α退火织构有显著影响。

4.5 模型化与变形机制

研究者探索了几何必要约束模型（Taylor Model）及晶体塑性模拟方法对复杂钛合金系统织构演变的预测效能，提出多种机制解释滑移与孪生相互作用。

文章意义与价值

本文通过系统检视钛及其合金织构研究进展，揭示了从纯钛到复杂合金的织构控制方法及其与加工、微观结构和性能间的关联。该综述为理解钛合金高性能材料设计提供了科学依据，并针对不同形变模式和退火策略的影响提供了详尽的分析。这不仅推进了钛合金基础研究，也为高温应用及新型合金设计铺平了道路，为航空航天等领域提供了技术支撑。