加工钛及钛合金的锻造加热温度(物理性质)
钛及钛合金锻造生产工艺规程
钛及钛合金锻造生产工艺规程一、工艺概述钛及钛合金锻造是将钛或钛合金坯料在高温下施加变形力，使其产生塑性变形，形成所需形状和尺寸的零部件的过程。
钛及钛合金锻造具有优良的力学性能、高温性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、医疗器械等领域。
二、设备与工具1.锻造设备：采用电加热气氛式锻造炉，确保工件均匀受热、高效加热，并配备锻模、锻锤等相关设备。
2.检测设备：采用超声波探伤仪、拉伸试验机、金相显微镜等设备，对锻造工件进行质量检测。
3.工具：锻造过程中需要使用锻造锤、锻模、顶座、夹具等工具，确保工件形状和尺寸的准确度。
三、工艺流程1.准备工作：将钛或钛合金坯料进行清洗，去除表面污物和氧化物，并切割成适当的尺寸。
2.预热：将坯料放入电加热气氛式锻造炉中，进行预热处理，提高其可塑性。
预热温度一般为坯料转变温度的70%~80%。
3.锻造：将坯料放入锻模中，并在锻锤的作用下进行锤击变形。
根据零部件的形状和尺寸要求，可采用自由锻造、模锻或多次锻造等方法。
4.退火处理：经过锻造后的工件可能存在组织变化和残余应力，需进行退火处理消除变形和应力。
一般采用快速退火或等温退火，使工件组织回复正常状态。
5.表面处理：根据零部件的使用要求，进行必要的表面处理，如酸洗、抛光等，提高表面质量和光洁度。
6.检验测试：对锻造后的工件进行超声波探伤、拉伸试验和金相显微镜检测，确保其力学性能和质量符合要求。
7.包装与交付：对合格的工件进行包装，并及时交付给用户或下一道工序进行加工。
四、操作要点1.材料选择：选择优质的钛或钛合金坯料，确保其化学成分和力学性能符合要求。
2.温度控制：控制锻造炉的加热温度、保温时间和冷却速度，保证工件在整个锻造过程中温度的均匀性。
3.锻造力度：控制锤击力度和锤击次数，使坯料均匀受力，确保其形状和尺寸的准确度。
4.锻造后处理：根据工件形状和尺寸的要求，进行适当的退火处理，消除变形和应力。
5.质量检测：对锻造后的工件进行超声波探伤、拉伸试验和金相显微镜检测，确保其质量和力学性能符合要求。
钛合金锻造温度
钛合金锻造温度钛合金锻造温度概述钛合金是一种重要的结构材料，具有高强度、高韧性、耐腐蚀等优良性能，在航空航天、汽车、医疗等领域得到广泛应用。
其中，钛合金的锻造工艺是一种重要的加工方法，可以使其性能得到进一步提升。
而钛合金锻造温度作为影响锻造质量和性能的关键因素之一，对于保证产品质量和提高生产效率至关重要。
影响因素1. 材料成分不同成分的钛合金在锻造时需要不同的温度。
一般来说，α+β型钛合金（如Ti-6Al-4V）需要较高的锻造温度，而β型钛合金（如Ti-10V-2Fe-3Al）则需要较低的锻造温度。
2. 热变形行为热变形行为是指材料在高温下发生塑性变形时所表现出来的特征。
不同类型的钛合金具有不同的热变形行为，因此需要根据其特点来确定最佳锻造温度。
3. 锻造工艺不同类型的锻造工艺对钛合金的温度要求也不同。
例如，等温锻造需要保持一定的温度范围，而非等温锻造则可以在较宽的温度范围内进行。
最佳温度范围一般来说，钛合金的锻造温度范围为800℃-1000℃。
其中，α+β型钛合金的最佳锻造温度为950℃-1050℃，β型钛合金的最佳锻造温度为800℃-900℃。
在确定具体的锻造温度时，还需要考虑材料厚度、形状、变形量等因素。
影响因素1. 材料成分不同成分的钛合金在锻造时需要不同的温度。
一般来说，α+β型钛合金（如Ti-6Al-4V）需要较高的锻造温度，而β型钛合金（如Ti-10V-2Fe-3Al）则需要较低的锻造温度。
2. 热变形行为热变形行为是指材料在高温下发生塑性变形时所表现出来的特征。
不同类型的钛合金具有不同的热变形行为，因此需要根据其特点来确定最佳锻造温度。
3. 锻造工艺不同类型的锻造工艺对钛合金的温度要求也不同。
例如，等温锻造需要保持一定的温度范围，而非等温锻造则可以在较宽的温度范围内进行。
最佳温度范围一般来说，钛合金的锻造温度范围为800℃-1000℃。
其中，α+β型钛合金的最佳锻造温度为950℃-1050℃，β型钛合金的最佳锻造温度为800℃-900℃。
锻造作业指导书
受控状态：文件编号：Q/XY-QD-SC-07 持有者：版次/修改：A/0********制造有限责任公司退火作业指导书编制：审核：批准：2017年 1 月 5 日发布 2017年 1 月 8 日实施锻造作业指导书1.目的本办法规定了公司内坯料锻造过程的操作规范。
2. 适用范围本规定适用于指导锻压机生产钛及钛合金棒、板坯的锻造。
3.锻前准备3.1 人工准备3.1.1锻造前应熟悉当班生产的工艺卡，做好接班准备工作。
了解加热炉中坯料的加热和已变形情况，做到统一指挥，分工明确。
当班生产结束后，应做好下一班的交接工作，交代一切应注意的有关事项。
3.1.2锻造前应按工艺检查模具的准备情况，所有模具都要仔细复核实际尺寸，还要特别注意圆角和毛刺之类的问题，以防锻件产生折印或引起模具开裂。
冬天模具最好能适当预热。
3.1.3上班后要先了解当班生产有没有需要炉冷或直接热处理的锻件，若有此类锻件则应事先与热处理车间取得联系，做好有关的准备工作。
3.2 锭坯准备3.2.1铸锭和坯料必须用字头或其他方法标明材料牌号、批号、锭号，不得混料；铸锭表面要经车床扒皮去除氧化皮，皮下气孔等缺陷，铸锭表面不得有加工时产生的直径急剧过渡、折叠、重皮、裂纹等，否则应用砂轮等清理掉，砂轮打磨的深度比不应小于1/6；铸锭应经无损探伤，确认无缩孔、气孔、夹杂、冷隔、疏松等缺陷。
4.加热4.1 加热温度表一、钛及钛合金锻造加热温度4.2 加热速度4.2.1 钛及钛合金在较低的温度加热时应采用慢速，因为加热速度快时，由于导热系数低，加热过程中会导致表层与中心层之间形成很大温度差，坯料愈大，温度差也愈大，会造成很大的热应力，有可能产生微裂纹。
在高温时，钛的导热系数增加，可采用稍快的速度加热。
4.3 加热时间表二、钛及钛合金锭坯加热时间注：1.预热时间——在装炉温度下保温的时间2.加热时间——预热结束，开始加热到锻造温度的时间3.均热时间——在锻造温度下保温的时间4.3.1 因某种原因加热到锻造温度的锭坯不能按时锻造时，也不能在锻造温度下停留时间过长，应视情况将坯料扒出路外或将炉温降到800~850o C。
钛合金热处理
钛合金热处理
钛合金是一种由钛、铝、氧和氮组成的铝基合金，具有良好的耐腐蚀性、耐热性和良
好的力学性能。
钛合金热处理是改善其物理和机械性能的重要步骤，包括固溶热处理和
组织调整等步骤。
钛合金固溶热处理是温度比较高的热处理，主要是为了增强合金的机械性能和耐腐蚀性。
该热处理通常在1100℃～1200℃的温度下，用一定的时间进行预热，然后降温，让材料中的结晶晶体达到足够数量，以满足使用寿命的要求。
在固溶热处理过程中，可以形成
针状结晶结构，以改善材料的性能。
另一种重要的热处理方法是组织调整热处理，主要是为了改善材料的结构，从而改善
其机械性能。
钛合金组织调整热处理一般在500℃～800℃的温度下进行，可以形成α-
α+β双相结构，通过加热、预热和对材料进行延长时间，从而减少中空和晶界等缺陷，
从而提高外部载荷和抗疲劳性能。
此外，还有一种热处理方法，即细化处理热处理，主要是为了改善材料的性能，提高
耐热性能。
该热处理可以用来细化钛合金的晶体结构，以提高材料的抗疲劳性能。
总之，钛合金的热处理主要有固溶热处理、组织调整热处理和细化处理热处理等，这
些热处理方法可以有效改善其物理和机械性能，使其更加适宜用于高温环境中的工程应用。
钛合金特性和加工
合金元素钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。
前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。
氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。
通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。
氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
[编辑本段]钛合金的分类钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。
利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（itanium alloys）。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。
中国分别以TA、TC、TB 表示。
α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。
在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
tc4钛合金的热成型温度
tc4钛合金的热成型温度tc4钛合金是一种高性能的金属材料，在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域得到广泛应用。
热成型温度是其热加工过程中的重要参数之一。
本文将就tc4钛合金的热成型温度进行探讨，并提供一些相关的参考数据和建议。
1. tc4钛合金的特性tc4钛合金由钛、铝、铁等元素组成，具有优异的热力学性能和力学性能。
其特点包括高强度、耐腐蚀性好、低密度、良好的可焊性和加工性能等。
因此，tc4钛合金被广泛应用于高温、高强度和耐腐蚀的工作环境中。
2. 热成型温度的定义热成型温度是指将tc4钛合金加热至一定温度范围内进行成型加工的温度。
热成型可以使材料在较低的应力条件下进行塑性变形，以提高成形性和减少加工难度。
合理选择热成型温度对于保证成形性能和提高加工效率都具有重要意义。
3. 影响热成型温度的因素（1）tc4钛合金的化学成分：不同的化学成分会影响合金的热稳定性和相变温度范围。
因此，在选择热成型温度时需要考虑合金的具体成分。
（2）热成型方法：常见的热成型方法包括热挤压、热轧、热锻等。
不同的热成型方法对应不同的成型温度范围。
（3）成型工艺要求：不同的成型工艺对热成型温度有不同的要求。
例如，对于需要进行精确成型的零件，热成型温度的控制就更为关键。
4. tc4钛合金的常用热成型温度范围根据不同的热成型方法和工艺要求，tc4钛合金的热成型温度在600℃至900℃之间。
具体选择的温度范围需要根据具体情况进行调整。
5. tc4钛合金热成型温度的影响（1）成形性能：合理选择热成型温度可以提高tc4钛合金的成形性能，降低成形过程中的应力和变形阻力，减少裂纹和变形缺陷的产生。
（2）材料性能：热成型温度也会影响tc4钛合金的晶粒尺寸和晶界结构。
适当的热成型温度可以促进晶粒细化和均匀化，提高材料的强度和韧性。
（3）加工效率：选择合适的热成型温度可以提高热成型的效率和质量，减少不必要的能耗和成本。
6. 注意事项和建议（1）在确定热成型温度时，需结合tc4钛合金的具体成分和成型工艺要求来进行选择。
纯钛及钛合金热加工性能参数
纯钛热加工性能参数1. 来料牌号及化学成分
4. 加热规范
板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度
*
5. 轧制过程控制
热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机
℃温度
/s的速度冷
二、钛合金（TC3、TC4）
密度ρ＝4.45g/cm3
弹性模量E＝1.13×105MPa
导热系数λ＝6.43Wm-1K-1
1常温力学性能
TC4合金的拉伸应力应变曲线
TC4室温压缩应力应变曲线
2热轧工艺条件
1）．加热规范
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
举例1：用可逆式四辊轧机将尺寸为240m m×1070mm×1600mm的TC4钛合金板坯轧制成厚度60mm 中板的典型压下规范如下表：。
钛金属的主要物理性能
第2章2．1 钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。
钛的基本性质主要包括以下几个方面。
2．1．1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。
钛属难熔金属，原子序数为22，。
相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。
钛有两种同素异构体，。
—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p—Ti在882~C与熔点1678~C之间稳定存在，具有体心立方晶格(bbc) 结构。
在882~C发生。
一p转变。
—Ti的点阵常数(20'C)为a＝0．2950nm，‘＝0．4683nm，‘／o/=1.587；p—Ti的点阵常数为o=0.3282nm(20℃)或o= 0.3306nm(900~C)。
钛的密度为4．51g／cm3，只相当于钢的57％，属轻金属。
钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1／4，是铜的1／7。
钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。
当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9～10K，钛的基本物理性能数据列于表2—1。
┌───────────────┬────────┐│名称│数值│├───────────────┼────────┤│相对原子质量│47．9 │├───────────────┼────────┤│原子半径／nm │0．145 │├───────────────┼────────┤│e—Ti-~-Ti相变潜热／(kJ／mo1) │3．47 │└───────────────┴────────┘比密度续表2．1，2 力学性能室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c／aGl．633，室温变形时主要以<1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生[9]；钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。