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钛及钛合金固溶时效的处理工艺选择

发布日期:2016-07-27 作者: 点击:

   固溶和时效处理分为固溶处理和时效处理两个步骤。固溶处理是把钛及钛合金加热、保温并快速冷却到室温的操作。时效处理则是在固溶处理后,将工件在中等温度范围(450-550度)保温一定时间后再空冷的操作。这种热处理方法可以应用于近α合金,α+化合物合金、α+β合金和可热处理β合金。 固溶和时效处理是对钛棒及钛合金热处理强化的一种主要手段。

钛合金加工

  钛及钛合金进行固溶处理的目的是保留可以产生实效强化的亚稳定相。对于近α和α+β型钛合金,固溶处理的目的是为了保留马氏体α’、 α”或少量的亚稳定β相。固溶处理温度通常选择在低于相变点40-100℃。此时可得到一定比例的初生α相β相。β相在随后的快速冷却中产生亚稳定相。冷却方式一般需要水淬,也可采用油淬。应该强调指出,这两类合金在淬火时一定要迅速进行。延时淬火时间,产品温度迅速降低,α相将首先在原始β相晶界上生核并长大,影响淬火状态的力学性能。给出了淬火延误操作对TC4合金组织及性能的影响。通常要求淬火延误时间不能超过10秒,对薄板则要求更高。此外,对形状复杂的工件或薄板还要注意防止淬火变形。


  亚稳定型合金固溶处理的目的是为了保留亚稳定β相。固溶处理温度通常选择在α+β/β相变点以上40-80度。冷却方式可采用空冷和水冷。为了防止淬火变形和提高经济效果一般采用空冷。对一些α+化合物合金,固溶处理的目的是为了保留过饱和β固溶体。固溶处理温度一般选择在刚刚低于共析温度。如Ti-2Cu合金,共析温度为798度,固溶处理温度选择在790度冷却方式可选择空冷。由于钛合金中马氏体对冷却速度要敏感的多,它在回火时的硬化能力也有限,因此钛及钛合金的淬透性主要是指保留亚稳定β相的深度。顺便指出,由于钛棒及钛合金在固溶处理中产生的马氏体对置换元素是过饱和的,并不像钢中马氏体那样造成较大的晶格畸变,钛中马氏体并不那么硬。此外,亚稳定β相强度也比较低。因此,钛及钛合金的淬透性并不是指淬火后的硬化深度,而是指那些保留在随后时效中能够引起硬化的亚稳定相的深度。


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关键词:钛合金加工,钛合金加工工艺,钛合金加工处理工艺

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