鈦金屬的熱處理是不是要求有保護(hù)氣體氬氣�,�,？

chenfuzi

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cxq19830721

鈦的熱處理方法
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(diǎn)決定了它的強(qiáng)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
機(jī)械強(qiáng)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)
5 }' {: }3 Q! {& x: o# m5 \1 d6 i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)，
- R' J9 e3 K. ~5 u6 L以恢復(fù)塑性和成型能力,。
; t/ O  u' E$ m2 C- S2 q# h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
) J, k* j/ q% ]- x. C工后，TA2 屈服強(qiáng)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(xì)晶粒組織和均勻的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火。工業(yè)純
8 U1 u! F$ `8 \/ M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
α-β 相的轉(zhuǎn)變溫度。在650-700℃退火可獲得最高的綜合機(jī)械性能（因高于700℃
& d7 X  ^0 H, [8 w- P" M的退火將引起晶粒粗大,，導(dǎo)致機(jī)械性能下降）,。退火材料的冷加工硬化一般經(jīng)
( l4 T: @* ~+ ]10-20 分鐘退火就能消除。這種熱處理一般在鈦材生產(chǎn)單位進(jìn)行,。為了減少高溫
熱處理的氣體污染并進(jìn)一步脫除鈦材在熱加工過程中所吸收的氫氣,，目前一般鈦
/ t9 j5 B: A+ N2 r8 Z! Y材生產(chǎn)廠家都要求真空氣氛下的退火處理。
% F# Z2 P* q7 y4 W4 N) g2 v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）
中的殘余應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力熱處理,。
消應(yīng)力退火一般不需要在真空或氬氣氣氛中進(jìn)行,，只要保持爐內(nèi)氣氛為微氧
化性即可。
% S! G# Q  T" _8 f. A# ~& B7 C! v3 N1 c6 v二.鈦及鈦合金的熱處理:
為了便于進(jìn)行機(jī)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(duì)材料性能的要求,，需要對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行熱處理。
1．工業(yè)純鈦（TA1,、TA2,、TA3）的熱處理
3 Q3 M9 r" K; _0 k8 b' c4 U$ Aα-鈦合金從高溫冷卻到室溫時(shí)，金相組織幾乎全是α 相,，不能起強(qiáng)化作用,，
) E6 y) e* B4 J+ |因此，目前對(duì)α-鈦只需要進(jìn)行消應(yīng)力退火,、再結(jié)晶退火和真空退火處理,。前
; Q2 J! v5 h# U$ I兩種是在微氧化爐中進(jìn)行，而后者則應(yīng)在真空爐中進(jìn)行,。
（一）消應(yīng)力退火
! w, r* x' f( o/ d" s為了消除鈦和鈦合金在熔鑄,、冷加工、機(jī)械加工及焊接等工藝過程中所產(chǎn)生
4 J4 ]- K# t* l7 u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(duì)α-鈦應(yīng)進(jìn)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?yàn)?br /> % j4 D8 _! d1 b- @4 a過高引起晶粒粗化,，產(chǎn)生不必要的相變而影響機(jī)械性能,，過低又會(huì)使應(yīng)力得不到
消除,，所以，一般是選在再結(jié)晶溫度以下,。對(duì)于工業(yè)純鈦來說,，消除應(yīng)力退火的
9 @6 U& Y- p$ P) [加熱溫度為500-600℃。加熱時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件的厚度及保溫時(shí)間來確定,。為了提
高經(jīng)濟(jì)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(shí)間。工業(yè)
純鈦消除應(yīng)力退火的保溫時(shí)間為15-60 分鐘,，冷卻方式一般采用空冷,。
（二）再結(jié)晶退火（完全退火）
) h. D! J6 f3 q, lα-鈦大部分在退火狀態(tài)下使用，退火可降低強(qiáng)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(duì)鈦材表面污染,，熱處理溫度盡可
9 K* ~. C1 W4 n0 P* Q/ q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
- |; w, R5 n9 G120-200℃,，這時(shí)所得到的是細(xì)晶粒組織。加熱時(shí)間視工件厚度而定,，冷卻方式
一般采用空冷,。對(duì)于工業(yè)純鈦來說，再結(jié)晶退火的加熱溫度為680-700℃,，保溫
時(shí)間為30-120 分鐘,。規(guī)范的選取要根據(jù)實(shí)際情況來定，通常加熱溫度高時(shí),，保
溫時(shí)間要短些,。
需要指出的是，退火溫度高于700℃時(shí),，而且保溫時(shí)間長時(shí),，將引起晶粒粗
化，導(dǎo)致機(jī)械性能下降,，同時(shí),，晶粒一旦粗化，用現(xiàn)有的任何熱處理方法都難以
使之細(xì)化,。為了避免晶粒粗化,，可采取下列兩種措施：
$ I, c' r& k) J( ^1）盡可能將退火溫度選在700℃以下。
6 G6 C) r* t# @& {# D8 M2 u2） 退火溫度如果在700℃以上時(shí),，保溫時(shí)間盡可能短些,，但在一般情況下，
  ~  ]' ?! e3 ]/ U3 t/ I% P每mm 厚度不得少于3 分鐘，對(duì)于所有工件來講,，不能小于15 分鐘,。
& p) k$ K! K7 ]( @+ D( J8 k- K（三）真空退火
& C( [, S, D! e! f鈦中的氫雖無強(qiáng)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(jìn)行加熱，就能將氫降低至0.1%以下,。當(dāng)鈦中含氫量過多時(shí)需要除
* a; m8 R: z! R' E* V" E2 r氫,，為了除氫或防止氧化，必須進(jìn)行真空退火,。真空退火的加熱溫度與保溫時(shí)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(dāng)?shù)臏囟�,，然后才能開爐,，
4 @8 w/ g. K  ]$ I真空度不能低于5×10-4mmHg。

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cxq19830721 發(fā)表于 2012-7-31 11:40
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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 ...

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