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本发明公开了一种Ti60合金铸件的热处理工艺,热处理工艺包括;1):将Ti60合金铸件加热至β转变温度以上5~10℃,热透后出炉风冷或水冷;2):炉温升至合金β转变温度以下15~30℃后将铸件放置于热处理炉中再次快速升温至设置温度后保温60~180分钟;3):随后铸件随炉降温10~15℃,然后继续保温60~180分钟后再升温至β转变温度以下15~30℃继续保温60~180分钟;重复该步骤8~15次;4):最后铸件随炉冷却至β转变温度以下30~50℃,保温90~120后空冷或风冷。铸件最终得到双态组织,其室温强度不低于1050Mpa,屈服不低于930Mpa,延伸率不低于7%,面缩不低于10%。