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鈦及鈦合金熱處理特點介紹

2021/12/22 16:27:41??????點擊:

鈦及鈦合金的比強度高、耐熱性好、具有良好的抗腐蝕性能,已成為工業上最重要的金屬之一,廣泛用于國民工業中。而工業純鈦因其成本低,易于生產,是應用最為廣泛的鈦及鈦合金材料。工業純鈦板具有性能優異,并且易于熔焊和釬焊等優點,現已大量用于制造飛機和發動機零件,如飛機發動機艙的內蒙皮、波紋板、防火墻等。 被廣泛應用于航空航天、艦船車輛、電力、化工裝備和生物工程等領域。工業純鈦因其低密度、高強度、良好的耐蝕性和焊接性能,得到了廣泛應用.規格有厚板、薄板、棒材、絲材、管材、盤管、鍛件和鑄件。

 

鈦合金的熱處理特點

1)馬氏體相變不會使鈦合金的性能發生顯著變化。這個特點與鋼的馬 氏 體相變不同,鈦合金的熱處理強化只能依賴淬火形成的亞穩相(包括馬氏體相)的時效分解,況且對于純a型鈦合金熱處理的方法基本上不能有效,即鈦合金的熱處理主要用于α+β型鈦合金。

2)熱處理應該避免形成0相。形成0相會使鈦合金變脆,正確選擇時效工藝(例如,采用較高的時效溫度)即可使0相分解。

3)利用反復相變難于細化鈦合金晶粒。這一點也不同于鋼鐵材料,大多數的鋼可以利用奧氏體與珠光體(或鐵素體、滲碳體)的反復相變控制新相形核與長大。達到晶粒細化的目的,而鈦合金中沒有這樣的現象。

4)導熱性差。導熱性差可導致鈦合金,尤其是α+β鈦合金的淬透性差,淬火熱應力大,淬火時零件易翹曲。由于導熱性差,鈦合金變形時易引起局部溫升過高,使局部溫度有可能超過β轉變點而形成魏氏組織。

5)化學性活潑。熱處理時,鈦合金易與氧和水蒸氣反應,在工件表面形成具有一定深度的富氧層或氧化皮,使合金的性能降低。同時鈦合金熱處理時容易吸氫,引起氫脆。(6)β轉變點差異大。即使是同一成分,但由于冶煉爐次的不同,其β轉變溫度有時差別很大。

7)在β相區加熱時,β晶粒長大傾向大。β晶粒粗化可使合金塑性急劇下降,故應嚴格控制加熱的溫度和時間,并慎用在β 相區加熱的熱處理。

 

鈦合金的熱處理類型

鈦合金的相變是大合全熱處理的基礎,為了改善達合全的性能,除采用合理的合金化外,還要自配合適當的熱處理才能實現。鈦合全的熱處理種類較多,理才能實現。大合全的熱處理種美較多,常用的有退火處理、時效處理、形變熱處理和化學熱處理等。

退火處理

退火適用各種鈦合金,其主要目的是消除應力,提高合全塑性及穩定組織。退火的退火適用于各種達合全,其主要目的是消除應力,提高合全火、再結晶退火、雙重退火、每溫退火和真空退火等,鈦合全各種方式形式色括去應力退火,再結晶退火、雙重退火。

 

1)去應力退火。為了消除鑄造、冷變形及焊接等工藝過程中 產生的內應力,可采用去應力退火。去應力退火的溫度應低于再結晶溫度,一般為450~650℃,所需的時間取決于工件的截面尺寸、加工歷史及所需消除應力的程度。

2)普通退火。其目的是使鈦合金半成品消除基本應力,并具有較高的強度和符合技術條件要求的塑性。退火溫度一般與再結晶開始溫度相當或略低,此種退火工藝一般冶金產品出廠時使用,所以又可以稱為工廠退火。

3)完全遇火。目的是完全消除加工硬化,穩定組織和提高塑性。這一過程主要發生再結晶,故亦稱再結品遐火。退火溫度最好介于再結晶溫度和相變溫度之間,如果超過了相變溫度會形成魏氏組織而使合金的性能惡化。對于各種不同種類的鈦合金,退火的類型、溫度和冷卻方式均不同。

4)雙重退火。為了改善合金的塑性、斷裂韌性和穩定組織可采用雙重退火。退火后的合金組織更加均勻和接近平衡狀態。時熱鈦合金為了保證在高溫及長期應力作用下組織和性能的穩定,常采用此類退火。雙重退火是對合金進行兩次加熱和空冷。第一次高溫退火加熱溫度高于或接近再結晶終了溫度,使再結晶充分進行,又不使晶粒明顯長大,并控制ap 相的體積分數??绽浜蠼M織還不夠穩定,需進行第二次低溫退火,退火溫度低于再結晶溫度,保溫較長時間,使高溫退火得到的亞穩β相充分分解。

5)等溫退火。等溫退火可獲得最好的塑性和熱穩定性。此種退火適用于β穩定元素含量較高的雙相鈦合金。等溫退火采用分級冷卻的方式,即加熱至再結晶溫度以上保溫后,立即轉入另一較低溫度的爐中(一般600~650℃)保溫,而后空冷至室溫。

猝火處理

淬火時效是大合全熱處理強化的主要方式,利用相變產生強化效果,故又

果決定于合全元素的性愿、濃度及熱處理規范,因為這些因景

理。然合全熱處理的強化效果決定于合全元意的性質、濃度及熱處理規影響合全淬火所得的亞穩定相的美型、成分效量和分布,以及亞穩定相少相的本質、結構、彌散程度等,而這些又與合全的成分、熱鄉

爾散程度特,而這些又與合全的成分、熱處理工藝規范和原始組織有關。

全,時效強化效果取決于所遺的熱處理工藝。淬火溫度越高,時效對于成分一定的合全,時效強化效果取決于所遺的熱處理

是,但高于B變溫度淬火,由于品輕過分姐大而導致胞性。對于濃度較低的兩相大合全可采用較高溫度淬火,以獲得更多的馬氏體,而濃度較高以得到較多的亞穩相,這樣可以獲得最大的時效強化效果。冷卻方式用較低溫度淬火,以得到較多的亞懲相,這樣可以獲得最大的一般逃用水冷或者油冷,淬火的過程要迅邊,以防止乃相在轉移過程

火的過程要遠速,以防止相在轉移過程中發生分解,降低時

效強化效果。時效溫度和時間的遺擇應以獲得最好的綜合性能為次

囂度和時間的逃擇應以獲得最好的嫁合性能為冷則,一般a+B型大合金時效溫度為500“000,時間生In;型大合全的時效溫度為450時間生”I2:型大合全的時放溫度為450—550C,時間824h,

冷卻方式均雜用空冷。

 

 

 

 

 

 

 

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