鈦金屬的熱處理是不是要求有保護氣體氬氣�,�,？

chenfuzi

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鈦的熱處理方法
# R3 t6 U- O, U; B" {- V! b2 |8 U一.鈦的基本熱處理:
工業(yè)純鈦是單相α 型組織，雖然在890℃以上有α-β 的多型體轉(zhuǎn)變,，但由于
相變特點決定了它的強化效應(yīng)比較弱,，所以不能用調(diào)質(zhì)等熱處理提高工業(yè)純鈦的
$ X% [: ]2 D! ^: F; r3 D機械強度。工業(yè)純鈦唯一的熱處理就是退火,。它的主要退火方法有三種：1 再結(jié)
晶退火 2 消應(yīng)力退火 3 真空退火,。前兩種的目的都是消除應(yīng)力和加工硬化效應(yīng)，
以恢復(fù)塑性和成型能力,。
! P% o& ?1 j# s+ b/ P工業(yè)純鈦在材料生產(chǎn)過程中加工硬度效應(yīng)很大,。圖2-26 所示為經(jīng)不同冷加
0 S: k7 I  ?4 m工后，TA2 屈服強度的升高,，因此在鈦材生產(chǎn)過程中,，經(jīng)冷、熱加工后,，為了恢
復(fù)塑性,，得到穩(wěn)定的細晶粒組織和均勻的機械性能，應(yīng)進行再結(jié)晶退火,。工業(yè)純
  h) H8 h9 H, x' ?鈦的再結(jié)晶溫度為550-650℃,，因此再結(jié)晶退火溫度應(yīng)高于再結(jié)晶溫度，但低于
/ U, i1 M6 d  Q$ n  C- k3 yα-β 相的轉(zhuǎn)變溫度,。在650-700℃退火可獲得最高的綜合機械性能（因高于700℃
的退火將引起晶粒粗大,，導(dǎo)致機械性能下降）。退火材料的冷加工硬化一般經(jīng)
9 u6 X4 i4 T6 F10-20 分鐘退火就能消除,。這種熱處理一般在鈦材生產(chǎn)單位進行。為了減少高溫
熱處理的氣體污染并進一步脫除鈦材在熱加工過程中所吸收的氫氣,，目前一般鈦
, \( a" U' x$ U5 P. ?材生產(chǎn)廠家都要求真空氣氛下的退火處理,。
6 K, X" b, Y/ {3 j為了消除鈦材在加工過程（如焊接、爆炸復(fù)合,、制造過程中的輕度冷變形）
, J8 ]. G" P5 O5 c- q; ]中的殘余應(yīng)力,，應(yīng)進行消應(yīng)力熱處理。
3 [6 Q' ]8 |& \3 K( b消應(yīng)力退火一般不需要在真空或氬氣氣氛中進行,，只要保持爐內(nèi)氣氛為微氧
5 {5 ?$ b" e2 `化性即可,。
4 M6 f; ]! I, t" q二.鈦及鈦合金的熱處理:
為了便于進行機械工業(yè)加并得到具有一定性能的鈦和鈦合金，以滿足各種
產(chǎn)品對材料性能的要求,，需要對鈦及鈦合金進行熱處理,。
% C! {% I. P0 s* y, b1．工業(yè)純鈦（TA1、TA2、TA3）的熱處理
8 t. m8 |( w" Bα-鈦合金從高溫冷卻到室溫時,，金相組織幾乎全是α 相,，不能起強化作用，
! j; ~. \' [! P, V+ q因此,，目前對α-鈦只需要進行消應(yīng)力退火,、再結(jié)晶退火和真空退火處理。前
兩種是在微氧化爐中進行,，而后者則應(yīng)在真空爐中進行,。
! n1 U3 O4 C1 H' s  {. ?  ^（一）消應(yīng)力退火
為了消除鈦和鈦合金在熔鑄、冷加工,、機械加工及焊接等工藝過程中所產(chǎn)生
的內(nèi)應(yīng)力,，以便于以后加工，并避免在使用過程中由于內(nèi)應(yīng)力存在而引起開裂破
壞,，對α-鈦應(yīng)進行消除應(yīng)力退火處理,。消除應(yīng)力退火溫度不能過高、過低,，因為
% f# `3 k( d% T# c4 L$ a* H! _過高引起晶粒粗化,，產(chǎn)生不必要的相變而影響機械性能，過低又會使應(yīng)力得不到
( }! c% q& X- t6 h消除,，所以,，一般是選在再結(jié)晶溫度以下。對于工業(yè)純鈦來說,，消除應(yīng)力退火的
8 p; A5 o( j* w0 h  O+ C加熱溫度為500-600℃,。加熱時間應(yīng)根據(jù)工件的厚度及保溫時間來確定。為了提
高經(jīng)濟效果并防止不必要的氧化,，應(yīng)選擇能消除大部分內(nèi)應(yīng)力的最短時間,。工業(yè)
) I, l* ]" w. k7 b純鈦消除應(yīng)力退火的保溫時間為15-60 分鐘，冷卻方式一般采用空冷,。
- B# [3 V& L! y9 o3 g" e) g（二）再結(jié)晶退火（完全退火）
) l7 k! \4 {9 U' Y" Wα-鈦大部分在退火狀態(tài)下使用,，退火可降低強度、提高塑性,，得到較好的綜
合性能,。為了盡可能減少在熱處理過程中氣體對鈦材表面污染，熱處理溫度盡可
能選得低些,。工業(yè)純鈦的退火溫度高于再結(jié)晶溫度,，但低于α 向β 相轉(zhuǎn)變的溫度
5 m8 j! _# A9 a9 `4 l7 [8 u120-200℃，這時所得到的是細晶粒組織,。加熱時間視工件厚度而定,，冷卻方式
一般采用空冷,。對于工業(yè)純鈦來說，再結(jié)晶退火的加熱溫度為680-700℃,，保溫
# s# u; t3 r7 C9 l3 s1 M6 i" |時間為30-120 分鐘,。規(guī)范的選取要根據(jù)實際情況來定，通常加熱溫度高時,，保
溫時間要短些,。
5 e* ?2 J+ G4 @' L4 w4 X4 b9 j需要指出的是，退火溫度高于700℃時,，而且保溫時間長時,，將引起晶粒粗
$ w) M1 ~3 E7 Z0 j化，導(dǎo)致機械性能下降,，同時,，晶粒一旦粗化，用現(xiàn)有的任何熱處理方法都難以
9 v# U' C/ C1 `- n. R* t使之細化,。為了避免晶粒粗化,，可采取下列兩種措施：
1）盡可能將退火溫度選在700℃以下。
2） 退火溫度如果在700℃以上時,，保溫時間盡可能短些,，但在一般情況下，
/ ?' u0 E9 [! A. H每mm 厚度不得少于3 分鐘,，對于所有工件來講,，不能小于15 分鐘。
' Z2 V3 K6 `% n  S（三）真空退火
+ i5 K' o2 {* z& |7 O/ r鈦中的氫雖無強化作用,，但危害性很大,，能引起氫脆。氫在α-鈦中的溶解
度很小,，主要呈TiH2 化合物狀態(tài)存在,，而TiH2 只在300℃以下才穩(wěn)定。如將α-
鈦在真空中進行加熱,，就能將氫降低至0.1%以下,。當鈦中含氫量過多時需要除
9 m( ~' x- _9 j氫，為了除氫或防止氧化,，必須進行真空退火。真空退火的加熱溫度與保溫時間,，
與再結(jié)晶退火基本相同,。冷卻方式為在爐中緩冷卻到適當?shù)臏囟龋�然后才能開爐,，
真空度不能低于5×10-4mmHg,。

chenfuzi

cxq19830721 發(fā)表于 2012-7-31 11:40
鈦的熱處理方法
2 p! H' f4 ?& _一.鈦的基本熱處理:
" ^- n) B1 G  C' N工業(yè)純鈦是單相α 型組織,，雖然在890℃以上有α-β 的多型體轉(zhuǎn)變，但 ...

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