钛及钛合金热处理工艺
热处理的概念 及钛材料的各种热处理工艺
热处理及钛材的热处理工艺1.概念通过对金属材料采用适合的加热方式、保温、冷却以获得预期的组织形态、分布及性能的工艺称为热处理。
加热的方式有非真空加热、真空加热。
冷却的方式有空冷、水冷、油冷、炉冷等。
2.真空热处理一般指在1X10-5 Pa的真空环境中（通常最低要求2-3X10-3 Pa的真空度），进行加热，(有时要求充惰性气体)，保温、冷却的热处理工艺称为真空热处理。
产品的出炉温度＜200℃才能保证钛的表面不被氧化，呈银白色的金属钛本色。
3.退火对产品加热到适合温度，保温一定时间，使其冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
退火目的是均匀化学成分，改善机械性能和工艺性能。
例如：消除因加工引起的硬化、如消除内应力、如实现再结晶、如真空退火除气（一般是氢气）等。
（1）再结晶退火对冷变形和热变形的金属加热到高于再结晶温度，使其破碎的晶粒和拉长的晶粒重新成核并长大成为细小的等轴晶粒，不禁消除了加工引起的硬化，还恢复了加工变形能力，这称为再结晶退火。
考虑再结晶退火温度受产品变形率和原始晶粒的大小等影响因素，再结晶温度要比理论讲的再结晶温度高出100-150℃为宜。
所以，实际再结晶退火温度：工业纯钛为650-700℃；TC4钛合金为800-850℃。
（2）消除应力退火消除金属材料因变形加工、切削加工、焊接加工及深加工制造等过程引起的内部应力，又不发生再结晶的退火称为消除应力退火。
如：工业纯钛消除应力退火温度550-600℃，TC4钛合金消除应力退火温度550-600℃。
4.加热（1）非真空加热t（℃） 图示1给出了加热流程O A B C D图示1 加热工艺流程OA: 炉子加热升温AB: 装料温度 工业纯钛350-400℃TC4钛合金600-700℃BC: 保温CD: 冷却（一般为空冷）保温时间h=D/2+（30-50分钟）D为钛的直径或厚度mm.（2）真空加热先装炉料，然后加热并抽真空（有时真空度达到要求后充惰性气体），保温、冷却，最后出炉（出炉温度最佳＜200℃）空冷。
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。
钛合金热处理
钛合金热处理概述钛合金是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀性好等优点的重要结构材料。
然而，钛合金的性能还受到热处理工艺的影响。
本文将介绍钛合金热处理的基本概念、常见工艺以及热处理后钛合金的性能变化。
热处理工艺钛合金的热处理工艺主要包括退火、时效处理和固溶处理等。
下面将详细介绍每种热处理工艺的原理和步骤。
退火退火是钛合金常用的热处理工艺之一，通过加热和持温使材料晶粒长大，消除应力和改善材料的机械性能。
退火的具体步骤如下：1.加热：将钛合金材料放入炉中，以逐渐升高温度的方式进行加热。
2.保温：在达到合适的退火温度后，保持材料在该温度下一定的时间。
3.冷却：将材料从炉中取出，在大气中自然冷却至室温。
时效处理时效处理是通过合理的时间和温度控制，使合金中的相发生相互转变，提高材料的硬度、强度和耐蚀性。
时效处理的步骤如下：1.固溶处理：将预处理好的钛合金材料加热至固溶温度，保持一定时间，使溶解相均匀分布。
2.快速冷却：迅速将材料从固溶温度快速冷却至较低温度，比如水淬或油淬。
3.时效处理：将快速冷却后的材料再次加热至时效温度，保持一定时间，使相转变发生。
固溶处理固溶处理是将固溶体加热至一定温度，使其中的溶质完全溶解，然后通过快速冷却将其固定。
固溶处理的步骤如下：1.加热：将钛合金材料放入炉中，以逐渐升高温度的方式进行加热至固溶温度。
2.保温：在固溶温度下保持一定的时间，使溶质彻底溶解。
3.快速冷却：迅速将材料从固溶温度快速冷却至较低温度，比如水淬或油淬。
热处理后钛合金的性能变化钛合金经过热处理后，其性能会发生一系列变化，主要包括硬度、强度和耐蚀性等。
以下是热处理对这些性能的影响：硬度通过固溶处理和时效处理，钛合金的硬度可以显著提高。
固溶处理可以使固溶体中的溶质溶解，消除溶质对晶格的影响，提高硬度。
时效处理则可以通过相转变的方式使钛合金的硬度进一步增加。
强度热处理对钛合金的强度也有显著的影响。
退火处理可以消除材料中的内应力，提高韧性和韧性与强度的平衡。
钛合金及其热处理工艺简述
钛合金及其热处理工艺简述宝鸡钛业股份有限公司：杨新林摘要：本文对钛及其合金的基本信息进行了简要介绍，对钛的几类固溶体划分进行了简述，对钛合金固态相变也进行了概述。
重点概述了钛合金的热处理类型及工艺，为之后生产实习中对钛合金的热处理工艺认识提供指导。
关键词：钛合金，热处理1 引言钛在地壳中的蕴藏量位于结构金属的第四位,但其应用远比铜、铁、锡等金属滞后。
钛合金中溶解的少量氧、氮、碳、氢等杂质元素,使其产生脆性,从而妨碍了早期人们对钛合金的开发和利用。
直至二十世纪四五十年代,随着英、美及苏联等国钛合金熔炼技术的改进和提高,钛合金的应用才逐渐开展[5]。
纯钛的熔点为1668℃,高于铁的熔点。
钛在固态下具有同素异构转变,在882.5℃以上为体心立方晶格的β相,在882.5℃以下为密排六方晶格的α相。
钛合金根据其退火后的室温组织类型进行分类,退火组织为α相的钛合金记为TAX,也称为α型钛合金；退火组织为β相的钛合金记为TBX,也称为β型钛合金；退火组织为α+β两相的钛合金记为TCX,也称为α+β型钛合金,其中的“X”为顺序号。
我国目前的钛合金牌号已超过50个,其中TA型26个,TB型8个以上,TC 型15个以上[5]。
钛合金具有如下特点：（1）与其他的合金相比,钛合金的屈强比很高,屈服强度与抗拉强度极为接近；（2）钛合金的密度为4g/cm3,大约为钢的一半,因此,它具有较高的比强度；（3）钛合金的耐腐蚀性能优良,在海水中其耐蚀性甚至比不锈钢还要好；（4）钛合金的导热系数小,摩擦系数大,因而机械加工性不好；（5）在焊接时,钛合金焊缝金属和高热影响区容易被氧、氢、碳、氮等元素污染,使接头性能变坏。
在熔炼和各种加工过程完成之后,为了消除材料中的加工应力，达到使用要求的性能水平，稳定零件尺寸以及去除热加工或化学处理过程中增加的有害元素(例如氢)等,往往要通过热处理工艺来实现。
钛合金热处理工艺大体可分为退火、固溶处理和时效处理三个类型。
钛合金热处理工艺
在600 C 左右进行热处理并迅速淬火来增加TiAl3 合金的强度，强化的主要机制是时效増强。
时效增强的特点是淬火温度越高，増强的效果就越好，但由于此合金的复合材料包含碳纤维，当温度超过某个临界温度（约700C)时，就会在介面形成金属碳化物，这使得碳纤维的增强效果大大减弱，所以最佳的淬火温度应在600 C 左右，且淬火的时间不宜太长或太短。
太短组分不够均匀，空穴浓度不够高，硬化微区的浓度不够高。
太长也会在介面形成金属碳化物，所以最佳的淬火时间应该是2小时左右。
钛合金锻件热处理中的淬火、时效工艺介绍如下：1.淬火淬火是时效处理前的预备工序，其目的是通过淬火获得某种不稳定组织，这种不稳定组织在随后时效过程中发生分解或析出，形成沉淀硬化，以提高合金的强度。
钛合金淬火应分为无相变淬火和相变淬火两种类型。
无相变淬火过程实质是把金属在较高温度下固有的状态保持到低温，并由此形成过饱和固溶体。
钛合金的无相变淬火既可由β区进行(β合金)，也可由(α+β)区进行。
钛合金的相变淬火或马氏体淬火同样可由β区或(α+β)区进行，主要特点是可使钛合金发生马氏体转变并形成α′和α″。
淬火后的室温组织形态主要取决淬火加热温度和冷却温度。
(α+β)合金在(α+β)区上部加热淬火时，得到了马氏体相，而从(α+β)区下部淬火则得到不稳定β相。
对于β型合金情况稍有不同，为了经过淬火处理后获得单一介稳β相组织，以改善合金的工艺塑性，合金的加热温度高于临界点TB。
另外，为保证时效后达到更高的强度也需采用高温淬火。
再考虑到β型合金合金化程度高，临界点低(如TB1及TB2合金的TB=750℃，而(α+β)型的TC4合金TB则高达980～1000℃)，因此，在稍高于临界点的β区加热后并不致于导致严重的脆性。
鉴于上述原因，国产β型合金TB1及TB2均在高于TB温度下淬火处理。
(α+β)型合金淬透性差，如TC4为25mm，TC6为40mm，故只适合小尺寸零件。
钛合金各热处理作用
钛合金各热处理作用钛合金是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛应用。
而钛合金的性能主要由其热处理过程决定。
本文将介绍钛合金常见的几种热处理工艺及其作用。
1. 固溶处理（Solution Treatment）固溶处理是钛合金最常见的热处理工艺之一。
它的主要目的是通过高温加热使合金中的固溶元素均匀地溶解在钛基体中，以提高合金的韧性和塑性。
固溶处理温度一般在β转变温度以上进行，时间根据合金成分和尺寸而定。
固溶处理后，钛合金具有良好的塑性和可锻性，适合进行后续的加工和成形。
2. 时效处理（Aging Treatment）时效处理是将固溶处理后的钛合金在较低温度下进行热处理，以进一步调整合金的性能。
时效处理的主要目的是通过固溶相分解和析出相的形成来提高钛合金的强度和硬度。
时效处理温度和时间根据合金的成分和要求而定。
时效处理后，钛合金的强度和硬度会显著提高，但塑性和韧性会相应降低。
3. 淬火处理（Quenching Treatment）淬火处理是将固溶处理后的钛合金迅速冷却至室温的热处理工艺。
它的主要目的是通过快速冷却来固定固溶相的结构，防止析出相的形成。
淬火处理可以提高钛合金的硬度和强度，但会降低其塑性和韧性。
淬火处理的冷却介质可以是水、油或空气，选择不同的冷却介质会对钛合金的性能产生不同的影响。
4. 回火处理（Tempering Treatment）回火处理是将淬火处理后的钛合金进行加热再冷却的热处理工艺。
它的主要目的是通过回火来消除淬火过程中产生的内部应力，并提高合金的韧性。
回火温度和时间根据合金的成分和要求而定。
回火处理后，钛合金的塑性和韧性会得到改善，但硬度和强度会相应降低。
5. 等温处理（Isothermal Treatment）等温处理是将钛合金在固溶温度或其他特定温度下保持一段时间进行的热处理工艺。
等温处理的主要目的是通过保持温度来稳定固溶相或促进析出相的形成，以调整合金的微观结构和性能。
钛部件的固溶热处理和过老化热处理
《钛部件的固溶热处理和过老化热处理探究》1. 引言钛合金因其优异的力学性能和耐蚀性而被广泛应用于航空航天、医疗器械和化工等领域。
而钛合金的性能受热处理工艺的影响很大，其中固溶热处理和过老化热处理是重要的工艺环节。
本文将深入探讨钛部件的固溶热处理和过老化热处理，以帮助读者更好地理解这一主题。
2. 钛部件的固溶热处理2.1 原理固溶热处理是指将钛合金加热至固溶温度，使合金元素充分溶解于α相中，并在适当温度下保温一段时间，以充分溶解合金元素。
2.2 工艺固溶热处理的工艺流程主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
钛合金经过固溶处理后，晶粒长大、晶粒边缘清晰，强度和塑性都得到提高。
2.3 应用固溶热处理后的钛部件具有良好的强度和塑性，适用于要求高强度和低变形的工程结构。
3. 钛部件的过老化热处理3.1 原理过老化热处理是指将固溶处理后的钛合金再经过一段时间的高温保温处理，以进一步改善合金的性能。
3.2 工艺过老化热处理的温度和时间十分关键，需要根据具体材料和要求进行精确控制。
经过过老化热处理后，钛合金的硬度和耐腐蚀性能得到提高。
3.3 应用过老化热处理后的钛部件常用于航空航天和其他高端领域，要求耐高温、高强度和耐腐蚀性能的零部件。
4. 个人观点和理解固溶热处理和过老化热处理对于改善钛合金的性能起着至关重要的作用。
在实际应用中，我们需要根据不同的要求和材料特性，精确控制热处理工艺参数，以确保钛部件的性能达到最佳状态。
5. 总结通过本文的讨论，我们对钛部件的固溶热处理和过老化热处理有了更深入的理解。
这两种热处理工艺对于提高钛合金的性能至关重要，而且在航空航天等高端领域有着广泛的应用前景。
在我与作者的合作中，作者按照深度和广度的要求，撰写了一篇详尽的关于钛部件热处理的文章。
文章内容全面、深入，从原理到工艺再到应用，都有详细的论述和分析，符合我的预期。
作者在文章中多次提及了我指定的主题文字，让整篇文章更加贴合我的要求。
钛及钛合金热处理标准
钛及钛合金热处理标准钛及钛合金是一类重要的结构材料，具有优良的耐腐蚀性能和高强度，因此在航空航天、船舶制造、化工设备等领域得到广泛应用。
然而，钛及钛合金的热处理工艺对其性能和组织结构有着重要影响，因此需要严格按照标准进行热处理，以确保材料的性能和质量。
首先，钛及钛合金的热处理标准主要包括退火、固溶处理、时效处理等工艺。
在退火处理中，通常需要将材料加热至一定温度，然后进行保温一段时间，最后缓慢冷却至室温。
这一过程旨在消除材料的应力和改善其塑性，提高加工性能。
固溶处理则是将材料加热至固溶温度，保温一段时间，然后迅速冷却至室温，以溶解合金元素并均匀分布在基体中，提高材料的强度和硬度。
时效处理是在固溶处理后，将材料在较低温度下保温一段时间，使合金元素析出形成弥散分布的强化相，进一步提高材料的强度和耐热性。
其次，钛及钛合金的热处理标准还包括了加热温度、保温时间、冷却速度等具体参数的要求。
这些参数的选择直接影响着材料的组织结构和性能。
例如，在退火处理中，加热温度和保温时间的选择需根据材料的成分和工艺要求来确定，以保证材料达到理想的组织状态。
在固溶处理和时效处理中，加热温度和保温时间的控制也是至关重要的，过高或过低的温度都会导致材料性能的下降。
最后，钛及钛合金的热处理标准还包括了热处理后的性能检测和评定要求。
经过热处理的材料需要进行硬度测试、拉伸试验、冲击试验等，以评定其力学性能和韧性。
同时，还需要对材料的显微组织进行金相分析，以确保热处理后的组织结构符合标准要求。
只有通过了性能检测和组织评定的材料，才能被认定为合格品，并投入实际使用。
总之，钛及钛合金的热处理标准是确保材料性能和质量的重要保障，只有严格按照标准要求进行热处理，才能保证材料达到理想的性能水平，满足工程需求。
因此，作为钛及钛合金的生产和加工单位，必须严格遵守相关标准，加强工艺管理，确保产品质量，为推动钛及钛合金产业的发展做出应有的贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冷却方式 空冷或更慢冷 空冷或更慢冷
合金牌号 TA1 TA2 TA3 TC4
棒材\线材\锻件\铸件 加热温度/℃ 630-815 700-850
合金牌号 TA1, TA2 TA3 TC4
加热温度/℃ 700-750 800
钛及钛合金管材真空退火工艺 坯料退火和中间退火 出炉温度(不高于)/℃ 保温时间/min 温度/℃ 60 200 650-680 60 200 700-750 钛合金固溶处理工艺
钛及钛合金的β 转变温度(Tβ ) 合金种类 工业纯钛 α +β 型 合金牌号 TA1,ZTA1 TA2 TA3 TC4 ZTC4 名义β 转变温度/℃ 900 910 930 995
合金种类 工业纯钛 α +β 型
钛及钛合金的去应力退火工艺 合金牌号 加热温度/℃ TA1, TA2 TA3 445-595 ZTA1 600-750 TC4 480-650 ZTC4 600-800
保温时间/min 15-360 60-240 60-360 60-240 钛及钛合金完全退火工艺
合金种类 工业纯钛 α +β 型
合金牌号 TA1 TA2 TA3 TC4
板材\带材\箔材\管材 加热温度/℃ 保温时间/min 630-815 15-120 520-570 15-120 700-870 15-120
成品退火 保温时间/min 45-60 45-60
出炉温度(不高于)/℃
100-150 150
合金类型 α +β 型
合金牌号 TC4
板材\带材\箔材 加热温度/℃ 890-970 钛合金时效工艺 保温时间/min 2-90
棒材\线材\锻件\铸件 保温时间/min 加热温度/℃ 890-970 20-120
冷却方式 空冷或水淬
合金类型 α +β 型
合金牌号 TC4
时效温度/℃ 480-690
保温时间/h 2-8
材\线材\锻件\铸件 保温时间/min 60-120 60-120
冷却方式 空冷或更慢冷 空冷或更慢冷