tc4钛合金去应力退火温度
Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能
T i-6A l-4V(T C4) Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。
表3-2 钛合金Ti-6Al-4V成分钛合金Ti6Al-4V合金碳（最大）0.10％铝 5.50至6.75％氮0.05％氧气（最大）0.020％其他，合计（最大）0.40％*其他，每个（最大）= 0.1％钛平衡钒 3.50至4.50％铁（最大） 0.40％氢（最大） 0.015％比重0.160弹性模量（E）的15.2 x 10 3 ksi?贝塔Transus 1800 to 1850 °F?液相线温度2976 to 3046 °F固相线温度2900 to 2940 °F电阻率-418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft?73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft?986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft?典型的室温强度计算退火钛6Al-4V的：极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi）压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi）极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi）Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1.钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3,抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
tc4钛合金热处理工艺
tc4钛合金热处理工艺
tc4钛合金热处理工艺
一、tc4钛合金的特点
1. 合金成分：碳含量低，钛素低，有极好的耐腐蚀性；
2. 耐热性强：有效的抗拉断力，抗热变形和热疲劳性能；
3. 力学性能好：可靠性强，塑性差，对电弧焊及半导体封装等有较好的适应性。
二、tc4钛合金热处理工艺
1. 时效处理：适用于钛合金件起软化促进塑性及进一步力学性能改善的功能。
钛合金件时效处理时间为900~980度，一般以15~30min/cm 件厚为准；
2. 渗碳处理：渗碳处理是利用碳在数量级上对金属合金的组织及性能产生较大影响的特性，使金属合金的力学性能更佳；
3. 热处理：主要用于钛合金表面有脆性区时，通过热处理可使表面局部组织完善，改善表面的机械性能及抗热腐蚀性能；
4. 特殊处理：钛合金的磨粒处理及喷涂等特殊处理，可以提高其表面耐磨损性，从而提升其机械性能。
三、tc4钛合金热处理注意事项
1. 正确选择处理工艺：要根据tc4钛合金件的性能要求正确选择处理工艺，在热处理中可以根据材料的淬透性来决定加热速率；
2. 严格控制处理温度：tc4钛合金的处理工艺中，应该对处理温度进行精确的控制，以免造成材料的性能降低；
3. 良好的处理环境：为了防止钛合金的氧化，在热处理过程中应当调整好环境，保证温度、湿度、过氧化物等能够达到要求；
4. 常规维护：热处理完成后，要针对tc4钛合金件进行常规维护，确保其性能能够达到设计要求。
Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能
Ti-6Al-4V(TC4)Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。
表3-2 钛合金Ti-6Al-4V成分钛合金Ti6Al-4V合金碳（最大）0.10％铝 5.50至6.75％氮0.05％氧气（最大）0.020％其他，合计（最大）0.40％*其他，每个（最大）= 0.1％钛平衡钒 3.50至4.50％铁（最大）0.40％氢（最大）0.015％比重0.160弹性模量（E）的15.2 x 10 3 ksi贝塔Transus 1800 to 1850 °F液相线温度2976 to 3046 °F固相线温度2900 to 2940 °F电阻率-418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft典型的室温强度计算退火钛6Al-4V的：极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi）压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi）极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi）Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1.钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3,抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
钛的应用应用领域材料的使用特性应用部位航空工业喷气发动机在500℃以下具有高的屈服强度/密度比和疲劳强度/密度比，良好的热稳定性，优异的抗大气腐蚀性能，可减轻结构质量在500℃以下的部位使用：压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管等机身在300℃以下，比强度高防火壁、蒙皮、大梁、起浇架、翼肋、隔框、紧固件、导管、舱门、拉杆等火箭、导弹及宇宙飞船工业在常温及超低温下，比强度高，并具有足够的韧性及塑性高压容器、燃料贮箱、火箭发动机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及结构骨架、主起落架、登月舱等船舶、舰艇制造工业比强度高，在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能耐压艇体、结构件、浮力系统球体，水上船舶的泵体、管道和甲板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等化学工业、石油工业在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在还原性介质中也可通过合金化改善其耐蚀性在石油化工、化肥、酸碱、钠、氯气及海水淡化等工业中，作热交换器、反应塔、蒸馏器、洗涤塔、合成器、高压釜、阀门、导管、泵、管道等其他工业常规正品制造耐蚀性好，密度小火炮尾架、迫击炮底板、火箭炮炮管及药室、喷管、火炮套箍、坦克车轮及履带、扭力棒、战车驱动轴、装甲板等冶金工业有高的化学活性和良好的耐蚀性在镍、钴、钛等有色金属冶炼中做耐蚀材料，在钢铁冶炼中是良好的脱氧剂和合金元素其他工业医疗卫生对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与肌肉组织亲合性能良好好做医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺钉、钛骨头等超高真空有高的化学活性，能吸附氧、氮、氢、CO、CO2、甲烷等气体钛离子泵电镀工业耐腐蚀、寿命长、传热快、加热效果好，对产品无污染，可提高劳动生产率和减少维修费用镀镍、镀铬（除氟化物镀铬外）、酸性和氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀中作加热器、电镀槽子，网篮、挂具、薄膜蒸发器等电站高的耐蚀性，密度小、质量轻，良好的综合力学性能和工艺性能，较高的热稳定性，线胀系数小全钛凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸汽涡轮叶片等机械仪表精密天平秤杆、表壳、光学仪器等纺织工业亚漂机、亚漂罐中耐蚀零、部件造纸工业泵、阀、管道、风机、搅拌器等医药工业加料机、加热器、分离器、反应罐、搅拌器、压滤罐、出料管道等体育用品航模、羽毛球拍、登山器械、钓鱼杆、宝剑、全钛赛车等工艺美术钛板画、笔筒、砚台、拐杖、胸针等钛的热处理工艺参数牌号消除应力退火工艺①完全退火工艺②固溶处理工艺时效处理工艺温度/℃时间/min温度/℃时间/min温度/℃时间/min冷却方式温度/℃时间/min冷却方式TA1 500-600 15-60680-7230-120——————TA2 500-600 15-60680-7230-120——————TA3 15-60 68030-1—————500-600 -7220 —TA4 550-650 15-60700-7530-120——————TA5 550-650 15-60800-8530-120——————TA6 550-650 15-12750-8030-120——————TA7 550-650 15-12750-8030-120——————TB2 480-650 15-24800 30 800 30 水或空5008空冷TC1 550-650 30-60700-7530-120——————TC2 550-650 30-60700-7530-120——————TC3 550-650 30-24700-8060-120820-9225-6水冷480-5604-8空冷TC4 550-650 30-24700-8060-120850-9530-6水冷480-5604-8空冷TC6550-30-12750-8560-120860-9030-6水冷540-5804-12空冷650 0 0TC9 550-650 30-24600 60900-9560-9水冷500-6002-6空冷TC1550-650 30-24760 120850-9060-9水冷500-6004-12空冷1.所有合金消除应力退火后一律采用空冷。
钛合金tc4的热处理
钛合金tc4的热处理：退火、淬火时效、化学热处理退火用于各种钛合金，是纯钛和α型钛合金的唯一热处理方式淬火时效：用于α+β、α+化合物和亚稳定β型钛合金。
退火退火：消除应力，提高塑性及稳定组织。
工艺：去应力退火、再结晶退火、双重退火、等温退火和真空去氢退火等。
去应力退火：消除冷变形、铸造及焊接等工艺过程中产生的内应力，退火过程主要发生回复。
退火温度一般为450～650℃。
消除应力退火所需时间取决于工件厚度和残余应力大小。
完全退火：消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。
这一过程主要发生再结晶，也称再结晶退火；同时也有α相、βm相在组成、形态和数量上的变化，大部分α和α+β钛合金都是在完全退火状态下使用。
退火温度介于再结晶温度和相变温度之间，如果超过Ts点，因形成粗大魏氏组织而使合金性能恶化。
α型和低浓度α+β型合金：退火温度为650～800℃，冷却方式采用空冷。
高浓度α+β型合金：要控制退火后的冷却速度，因冷却速度不同，会影响β相的转变方式，空冷后强度明显高于炉冷。
亚稳定β型合金：退火温度应在Tβ以上80～100℃，冷却采用快冷，慢冷使α相析出，降低塑性。
耐热钛合金：保证在高温及长期应力作用下组织及性能稳定，常用双重退火；第一次高温退火是使再结晶充分进行，并控制初生α相数量；第二次低温退火是使组织更接近于平衡状态。
β稳定元素含量较高的α+β型合金：用等温退火，这是因β相稳定性高，空冷不能使β相充分分解，而采用等温冷却，使β相完全转变。
真空退火：是消除氢脆的主要措施之一，氢在钛中的溶解析出过程是可逆的。
故可采用真空退火方法降低钛中的氢浓度。
退火温度为650～680℃，保温1～6 h，真空度应不低于1.33×10-1Pa。
β退火工艺：空冷后在粗大β晶粒上析出针状α，这种组织对应着较高断裂韧性和蠕变抗力，但使室温塑性降低。
淬火时效（强化热处理）⑴钛合金与钢铁强化机制的区别主要为：①钢淬火所得马氏体硬度高，强化效果大，回火使钢软化。
钛的热处理方法
钛的热处理方法钛的热处理方法一.钛的基本热处理:工业纯钛是单相α型组织，虽然在890℃以上有α-β的多型体转变，但由于相变特点决定了它的强化效应比较弱，所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的机械强度。
工业纯钛唯一的热处理就是退火。
它的主要退火方法有三种：1再结晶退火2消应力退火3真空退火。
前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应，以恢复塑性和成型能力。
工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大。
图2-26所示为经不同冷加工后，TA2屈服强度的升高，因此在钛材生产过程中，经冷、热加工后，为了恢复塑性，得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能，应进行再结晶退火。
工业纯钛的再结晶温度为550-650℃，因此再结晶退火温度应高于再结晶温度，但低于α-β相的转变温度。
在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能（因高于700℃的退火将引起晶粒粗大，导致机械性能下降）。
退火材料的冷加工硬化一般经10-20分钟退火就能消除。
这种热处理一般在钛材生产单位进行。
为了减少高温热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气，目前一般钛材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理。
为了消除钛材在加工过程（如焊接、爆炸复合、制造过程中的轻度冷变形）中的残余应力，应进行消应力热处理。
消应力退火一般不需要在真空或氩气气氛中进行，只要保持炉内气氛为微氧化性即可。
二.钛及钛合金的热处理:为了便于进行机械工业加并得到具有一定性能的钛和钛合金，以满足各种产品对材料性能的要求，需要对钛及钛合金进行热处理。
1．工业纯钛（TA1、TA2、TA3）的热处理α-钛合金从高温冷却到室温时，金相组织几乎全是α相，不能起强化作用，因此，目前对α-钛只需要进行消应力退火、再结晶退火和真空退火处理。
前两种是在微氧化炉中进行，而后者则应在真空炉中进行。
（一）消应力退火为了消除钛和钛合金在熔铸、冷加工、机械加工及焊接等工艺过程中所产生的内应力，以便于以后加工，并避免在使用过程中由于内应力存在而引起开裂破坏，对α-钛应进行消除应力退火处理。
tc4锻造温度范围
tc4锻造温度范围TC4是一种常用的钛合金材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、船舶制造、化工设备等领域。
而锻造是一种常见的加工工艺，可以改善材料的组织结构和性能。
本文将围绕TC4锻造温度范围展开讨论，探究其对材料性能的影响。
一、TC4的组成及特性TC4钛合金主要由钛(Ti)、铝(Al)、铁(Fe)、锡(Sn)等元素组成。
它具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和高温性能等特点，是一种理想的结构材料。
钛合金的机械性能与其晶粒尺寸、相组成和热处理状态密切相关。
二、锻造工艺及温度范围锻造是通过加热钛合金至一定温度后，利用外力使其产生塑性变形而得到所需形状的材料。
TC4的锻造温度范围较宽，通常在900℃至1100℃之间。
在这一温度范围内，钛合金具有较好的塑性和可锻性，有利于形成均匀细小的晶粒和良好的组织结构。
三、锻造温度对TC4材料性能的影响1. 组织结构：锻造温度对TC4的晶粒尺寸和相组成有重要影响。
在适宜的锻造温度下，钛合金的晶粒尺寸较小且均匀，有利于提高材料的强度和韧性。
同时，适宜的温度还有助于消除或减少钛合金中的残余应力，提高其综合性能。
2. 机械性能：适宜的锻造温度能够提高TC4的拉伸强度、屈服强度和延伸率等机械性能。
研究表明，当锻造温度在950℃至1050℃之间时，TC4钛合金的机械性能达到最佳。
3. 耐腐蚀性：合理的锻造温度可以改善TC4的耐腐蚀性能。
在适宜的温度范围内锻造的钛合金具有致密的晶界和均匀的化学成分分布，能够有效降低钛合金的腐蚀倾向，提高其耐蚀性。
4. 热处理效果：锻造温度对后续热处理的效果有一定影响。
适宜的锻造温度能够提供合适的晶粒尺寸和相组成，有利于后续热处理的均匀性和效果。
因此，在锻造过程中需根据后续热处理要求选择合适的温度。
四、TC4锻造温度控制与优化1. 温度控制：在TC4的锻造过程中，要严格控制加热温度和保温时间，确保钛合金达到所需温度并保持一定时间，以充分发挥其塑性和可锻性。
Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能
.T i -6A l -4V (T C 4)Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良 好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效 使合金强化。
热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可 在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。
表3-2 钛合金Ti-6Al-4V 成分钛合金Ti6Al-4V 合金碳（最大） 0.10％ 铝 5.50至6.75％ 氮 0.05％ 氧气（最大） 0.020％其他，合计（最大） 0.40％ *其他，每个（最大）= 0.1％钛 平衡钒 3.50至4.50％ 铁（最大） 0.40％ 氢（最大） 0.015％ 比重 0.160弹性模量（E ）的 15.2 x 10 3 ksi? 贝塔Transus 1800 to 1850 °F?元素 Al V Fe O Si C N H 其他 Ti成分5.5-6.83.5-4.50.30.2 0.15 0.1 0.05 0.01 0.5余量液相线温度2976 to 3046 °F固相线温度2900 to 2940 °F电阻率-418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft?73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft?986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft?典型的室温强度计算退火钛6Al-4V的：极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi）压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi）极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi）Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1.钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
退火温度对TC4钛合金薄壁环材冲击韧性的影响
退火温度对TC4钛合金薄壁环材冲击韧性的影响作者：都海刚檀雯岳旭王永强刘继雄郭建华石卫民尹胜利来源：《科技创新与应用》2017年第20期摘要：选择不同退火温度对Ф337/Ф298×300mm规格的TC4钛合金薄壁环材进行热处理，进行冲击韧性（aKv2）测试，结合金相、断口宏观和SEM观察形貌，分析了不同退火温度对TC4薄壁环材冲击韧性的影响。
结果表明，随着退火温度的提高，环材冲击韧性得到了显著的提高。
关键词：TC4钛合金；薄壁环材；冲击韧性；裂纹扩展路径中图分类号：TG146 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0062-02前言TC4属于典型的α+β型钛合金，具有比强度高，且耐腐蚀性好，可热处理强化，密度为4.5g/mm3，TC4钛合金占钛合金总产量50%，对其长时间的深入研究，其生产工艺成熟，被广泛应用于航空、航天、医疗等领域，但是由于TC4钛合金的抗冲击韧性较差严重限制了其更广泛应用，有关TC4钛合金的冲击韧性研究报道较少；常温时TC4钛合金由α和β两相组成，可对其进行退火、固溶和时效方式的热处理[1]，不同的热处理工艺可以获得不同的相组成和显微组织，在普通退火状态下，片状组织的力学性能优于双态组织，但在高应力区，双态组织的力学性能优于片状组织[2]。
所以，控制TC4钛合金的显微组织和晶粒尺寸对其材料性能具有重要的意义。
本文利用宝钛集团科研课题资金支持，通过本文过对TC4薄壁环材的退火温度、显微组织和冲击韧性进行分析，以探讨退火温度对其抗冲击韧性的影响。
1 实验材料与方法1.1 实验材料选用宝钛股份有限公司生产的Φ720mm铸锭，经三次真空电弧炉熔炼，化学成分和相变点见表1；通过开坯-制坯-冲孔-扩孔-芯轴拔长等工艺生产出满足机加要求的环坯，机加工后取弦向试样，按照热处理方案处理后进行aKv2冲击试验，具体热处理工艺见表2：1.2 实验方法在环坯上按照合适尺寸进行下料后，在环材弦向取样，加工成为10mm×10mm×55mm的Charpy冲击试样，缺口类型为V型，开口位置分别在环材的外表面和端面，冲击韧性试验采用JNS-300金属摆钟式试验机，试样的显微组织在ZEISS Axlover 200MAT光学显微镜进行检测，断口形貌在日本电子JSM480型电子显微镜行进观察，金相试样所用腐蚀液为10%HNO3+5%HF+85%H2O。
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tc4钛合金去应力退火温度
TC4钛合金是一种高性能的钛合金，具有极高的强度、韧性和耐
腐蚀性，被广泛应用于航空航天、海洋工程等领域。
然而，在加工过
程中，TC4钛合金容易出现应力集中和残余应力，这会严重影响其性能和使用寿命。
为了消除这些问题，需要对TC4钛合金进行退火处理。
退火处理是通过加热和冷却的方法，使材料的结构和性能得到改
变的过程。
在材料加工过程中，TC4钛合金通常需要进行应力退火处理，以消除内部残余应力和改善材料的机械性能和工艺性能。
下面，我们
将分步骤阐述TC4钛合金去应力退火温度。
第一步：确定合适的温度范围
对于TC4钛合金的去应力退火处理，需要先确定合适的温度范围。
一般来说，退火温度应该在其热处理温度的0.6~0.8倍之间。
对于TC4钛合金，其热处理温度为980℃左右，因此，我们可以选择600-780℃
之间的温度范围进行退火处理。
第二步：设置合适的退火时间
在退火处理过程中，需要设置合适的退火时间。
一般来说，退火
时间应该根据材料的厚度和形状而定，通常在1-4小时之间。
对于较
复杂的工件，退火时间可能需要更长。
第三步：采用逐渐升温的方法
在进行退火处理时，需要采用逐渐升温的方法。
这可以帮助材料
缓慢升温，使温度均匀分布，避免因温度不均匀而引起的应力集中和
变形。
第四步：保温
在达到退火温度之后，需要进行保温。
这可以帮助材料均匀受热，并保持一段时间，以达到预期的效果。
第五步：缓慢冷却
在退火处理过程中，需要缓慢地降温。
这可以避免因快速冷却而
引起的材料变形和内部应力集中。
通过以上几个步骤，我们可以顺利完成TC4钛合金的退火处理过程，有效地去除内部残余应力和改善材料的机械性能和工艺性能。
同时，对于不同的退火温度和时间参数的选择，还需要根据具体的应用领域和应力分布情况进行分析和确定。