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钛合金热处理


钛合金热处理

钛合金 以其优异的室温和高温力学性能、突出的耐腐蚀性能、高强度而受到人们的青睐。它已成为航空航天工业的重要结构材料。 钛合金的热处理 可以显着提高合金的强度,从而获得高强度和良好塑性的综合性能。

钛合金热处理

钛合金的热处理主要起到调整结构的作用

钛合金的结构是由热变形决定的,热处理主要只起调节作用。例如,热处理只能调节热变形得到的α相和β相的比例,过热产生的片状组织不能通过热处理转变为双态组织。

钛合金的热处理受合金相组成的限制

大多数近α型和稳定的β型钛合金(除了极少数如Ti-2Cu合金)不能通过热处理强化,只有α +β型钛合金可通过热处理强化。

严格控制加热温度和时间

当钛合金加热到β转变温度以上时,晶粒迅速长大。在随后的冷却过程中,α相首先在晶界上形核生长,然后向晶粒内部生长。

在β区热处理后得到的β晶粒尺寸比较大,一般可以达到肉眼可见的程度。而且,热处理的方法不能消除钛合金的粗晶组织,必须通过锻造变形来改变组织。

因此,锻造前加热或β区热处理时,应严格控制加热温度和时间,防止晶粒过度生长。

防止脆化的形成

钛合金在高温下容易与氧、氮等结合,在表面形成富氧脆化层。因此,锻件一般应在微氧化气氛中进行热处理。对于一些表面不再加工的锻件,如发动机精锻叶片,一般应采用真空热处理,避免表面氧化。

控制吸氢

钛合金在高温下容易吸收氢。因此,在钛合金锻造前的加热或热处理时,应尽量使用电炉。如果必须使用油炉或燃气炉,炉气应具有微氧化性。

对于一些重要零件,特别是薄壁锻件,化学铣削时应严格控制温度和时间,防止吸氢过多。

注意控制升温和降温速度

钛合金的导热系数低。热处理后冷却时,锻件薄截面比厚截面冷却速度快,导致显微组织不均匀。

在某些情况下,由于钛合金锻件在加热冷却过程中截面温差过大,可能会产生过大的残余应力,导致翘曲变形的工件。

过去,塑性较差的钛合金锭在锻造前加热时,内部热应力过大,造成锭断裂。因此,建议采用分段加热的方法,以尽量减少钢锭或坯料内部的热应力。

综上所述,正确合理使用钛合金热处理工艺对防止钛合金零件失效具有重要意义。

结论

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