1。3钛合金热处理方法

金属热处理是把金属工件在某种介质中加热至某一适宜温度,并且在这个温度之下保温一段时间,再把它放在不同的介质中以不同的冷却速度冷却,通过改变金属材料自身的显微组织结以此获得特定性能的一种工艺。矫直和热处理时钛合金不可或缺的两种处理方法。可以通过热处理的方法来更改材料的内部结构,改变材料的组织性能,使钛合金的竞争力显著提高[6]。

钛的基本热处理方法有退火,淬火,固溶和时效。论文网

1。3。1退火

退火是一种将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的金属热处理工艺方法。

目的:改善材料的切削加工性能;降低或者消除金属材料的残余应力,减少材料产生裂纹或者变形。细化晶粒,改善材料组织,去除组织产生的缺陷[10]。

钛的退火方法可分为以下几种:

⑴去应力退火

优点:可以消除在冷变形加工过程、冷形成过程和焊接等工艺中产生的内应力。

缺点:退火温度不够高,保温时间不够长则内应力消除不彻底。

⑵完全退火

优点:使钛合金内部组织和性能均匀,完全软化,并具有合适的塑性和韧性,获得再结晶组织。

缺点:温度过高会引起氧化和晶粒长大;温度过低再结晶不完全。

⑶等温退火

优点:使β相充分分解,更加稳定,使钛合金的性质稳定和组织稳定,具有比较高的塑性、热稳定性和持久强度。

缺点:适用范围比较局限,β钛合金较高的α+β钛合金和热强钛合金。

⑷双重退火

优点:在第一次退火后,可保留部分亚稳定相,在第二次退火时可充分分解,引起强化效应,改善钛合金的塑性、断裂韧性和组织稳定性。

缺点:应用的范围比较有限。

⑸真空退火

优点:可以防止钛材氧化,具有良好的表面光泽。

缺点:酸洗后钛材增氢,氢含量超标,无法出厂。

1。3。2固溶和时效

固溶是一种将金属加热到达高温单相区并且保持一段时间,使过剩相充分溶解冷却,用来获得过饱和固溶体的热处理方法。

时效处理可分为自然时效和人工时效两种。自然时效是把要处理的工件放在露天的地方至少六个月,让它缓慢的发生形变,以此减少或者消除它的残余应力。人工时效是把工件加热达到550~650℃,进行去应力退火。自然时效比人工时效节约时间,能够彻底的清除残余应力。

目的:目的是为了提高钛合金的强度,α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理,生产过程中只进行退火处理。

1。3。3淬火

淬火是一种把金属工件加热到一定温度,然后突然浸在水或油中使其冷却,以增加硬度的热处理方法。

淬火是为时效做准备程序,淬火的目的是为了获得某些不稳定组织,这样的不稳定组织在接下来发生的时效过程中被分解或者析出,产生沉淀硬化,用来增大材料的强度。

钛合金淬火分为两种,第一种是无相变淬火,第二种是相变淬火。

无相变淬火其实就是将物质以固有的状态从高温降到低温,通过这种方法产生过饱和固溶体。从淬火方面讲,钛合金和马氏体都可以从β区或者从(α+β)区进行,可以使钛合金产生马氏体转变同时可以产生α′和α″是其主要的特点[11]。

淬火时加热的温度和冷却的温度决定了淬火后组织是什么样的形态。钛合金淬火温度在(α+β)区以上时,能够获得马氏体相,但是如果从(α+β)区下面部分淬火产生的是介稳定的β相。

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