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本发明公开了一种Ti6246铸件的热处理工艺,将Ti6246合金铸件加热至Tβ以下3~5℃(T1)保温t1分钟后炉冷至T2,继续保温t2分钟后再炉冷T3……,依次类推,直至冷却至Ti并保温ti分钟,随后再将铸件升温至Tβ以下10~15℃,再按照前述过程再次降温至Tn。最后铸件在Tn保温60~120min后直接出炉冷却至室温。其中,ti(i=1,2,3……)为保温时间,30min≤ti≤120min;Ti(i=1,2,3……)为保温温度,要求满足T1>T2>T3>……>Ti>……Tn,且相邻温度的间隔不超过4℃;Tn为铸件最后的保温温度,要求Ti在Tβ以下25~35℃、Tn在Tβ以下40~50℃。