钛合金在等温锻造时的氧化行为
钛及钛合金热氧化行为研究
钛及钛合金热氧化行为研究赵爱玲;王大月;王燕;高欣艳;胡静【期刊名称】《钛工业进展》【年(卷),期】2013(030)001【摘要】对TA2纯钛和TA18钛合金试样在500～850℃温度范围内进行热氧化处理,采用静态增重法研究氧化速率,并采用XRD分析表层氧化物物相,探讨合金元素对热氧化动力学的影响机理.结果表明,TA2纯钛和TA18钛合金氧化增重都随温度提高而增大,在相同的热氧化温度和时间下,TA18钛合金的单位面积氧化增重曲线比TA2纯钛的平缓,增重比TA2纯钛慢；TA18钛合金的抛物线速率常数比TA2纯钛小,即TA18钛合金的抗氧化性比TA2纯钛更好.TA2纯钛在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为1.247 74×10-2、6.759 02×10-2 mg2 ·cm-4·h-1；TA18钛合金在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为7.853×10-4、3.661 28×10-2 mg2 ·cm-4·h-1.TA18钛合金抗氧化性比TA2纯钛更好的原因是:TA18钛合金氧化层由TiO2和Al2O3组成,TA2纯钛氧化层完全由TiO2组成,Al2O3比TiO2更致密,具有更好的阻挡氧向内层渗透的作用.【总页数】4页(P16-19)【作者】赵爱玲;王大月;王燕;高欣艳;胡静【作者单位】常州大学,江苏常州213164;南通市海安县科技局,江苏南通226600;常州大学,江苏常州213164;常州大学,江苏常州213164;常州大学,江苏常州213164;常州大学,江苏常州213164【正文语种】中文【相关文献】1.钛及钛合金在硫酸中的阳极行为研究(一) [J], 浦素云2.钛及钛合金热氧化工艺的研究现状 [J], 王娅婷;林乃明;唐宾3.PEFT共聚酯的热氧化分解行为研究 [J], 黄洛玮;王树霞;戴钧明;王玉合;司虎4.钛及钛合金表面自纳米化行为研究进展 [J], 徐圣航;沈凯杰;张惠斌;曹华珍;郑国渠5.热氧化提高钛及钛合金表面性能的研究进展 [J], 秦建峰;王馨舶;邹娇娟;林乃明;马永;王志华;唐宾因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Al含量对二元Ti-Al合金高温氧化行为的影响
Al含量对二元Ti-Al合金高温氧化行为的影响李向阳;张永刚;陈昌麒【期刊名称】《稀有金属材料与工程》【年(卷),期】1997(26)5【摘要】研究了Ａｌ含量为３３．３ａｔ％～５２ａｔ％Ａｌ的５种二元Ｔｉ－Ａｌ合金在８００℃和９００℃空气中的恒温氧化行为，用Ｘ射线衍射仪和扫描电子显微镜对其氧化产物、氧化物表面形貌和氧化层剖面结构进行了分析。
研究发现：在该Ａｌ含量范围内，二元Ｔｉ－Ａｌ合金的氧化层均由具有典型形貌特征的一系列氧化薄层组成，而且在氧化层中均未形成连续致密分布的Ａｌ２Ｏ３；Ａｌ含量对氧化层中Ａｌ２Ｏ３的形态、分布以及恒温氧化反应速率影响较大；８００℃恒温氧化时，随Ａｌ含量的增加其抗氧化能力提高，９００℃时，除５２ａｔ％Ａｌ以外，其它几种合金仍符合这个规律，但５２ａｔ％Ａｌ恒温氧化１００ｈ的增重要高于４６ａｔ％、４８ａｔ％、和５０ａｔ％Ａｌ。
同时对Ａｌ含量影响二元Ｔｉ－Ａｌ合金高温氧化行为的机理也进行了探讨。
【总页数】5页(P35-39)【关键词】金属间化合物;高温氧化;航空材料;铝;钛【作者】李向阳;张永刚;陈昌麒【作者单位】北京航空航天大学材料科学与工程系【正文语种】中文【中图分类】V252;O614.31【相关文献】1.Nb掺杂对Ti-Al合金化层抗高温氧化性能的影响 [J], 戴景杰;张丰云;王阿敏;陈传忠;翁飞2.Y2O3含量对Ni-20Cr-2.5Al合金高温抗氧化行为的影响 [J], 付广艳;孟杰;张小玲;武永昭;杜伟昆;3.钽含量对Co-Al-W合金强化相和高温氧化行为的影响 [J], 徐仰涛;沙岐振;夏天东4.Ti-Al合金高温氧化膜的形态及形成 [J], 张亮;肖伟豪;姜惠仁5.二元Ti-Al合金高温氧化机理 [J], 李向阳;张永刚;陈昌麒;张孝吉;张通和;张荟星因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钛及钛合金板材表面氧化皮、裂纹处理
钛及钛合金板材表面氧化皮、裂纹处理一、钛及钛合金板材表面氧化皮的形成及影响1.1 表面氧化皮的形成钛及钛合金板材在加工过程中易产生表面氧化皮。
主要原因包括：1) 钛及钛合金在高温下与氧气反应生成氧化钛。
2) 切削、焊接过程中产生的高温也容易使钛表面发生氧化。
1.2 表面氧化皮的影响表面氧化皮会影响钛及钛合金板材的表面质量及性能，包括降低表面的光洁度和光亮度，增加表面粗糙度，降低耐腐蚀性能等。
二、钛及钛合金板材表面氧化皮的去除方法2.1 机械去除采用机械方法去除表面氧化皮，包括打磨、抛光等方式。
这种方法可以有效去除表面氧化皮，并使表面变得光洁光亮。
2.2 化学去除采用化学溶液对表面氧化皮进行脱除。
这种方法能够快速有效地去除表面氧化皮，但需要严格控制溶液配方和处理时间，以避免对材料本身造成损害。
三、钛及钛合金板材裂纹处理方法3.1 表面裂纹的原因钛及钛合金板材在加工过程中，由于材料自身性能、热处理不当等原因，易产生表面裂纹。
3.2 裂纹处理方法表面裂纹处理的方法包括：1) 清洁：首先需要对裂纹部位进行清洁，去除杂质和氧化层。
2) 热处理：对裂纹部位进行适当的热处理，以消除裂纹并恢复材料的原有性能。
3) 加工修复：对于较深或较宽的裂纹，可以采用加工修复的方法，如焊接、热喷涂等，将裂纹填补并修复表面。
总结：钛及钛合金板材表面氧化皮的形成和裂纹的产生都会影响材料的质量和性能。
在加工过程中，需要采取有效的措施去除氧化皮，并对裂纹进行合理的处理，以保证材料的表面质量和整体性能。
也需要加强对材料加工工艺的管理，确保每一道工序都符合技术要求，以减少表面氧化皮和裂纹的产生。
四、防止钛及钛合金板材表面氧化皮和裂纹产生的措施4.1 加强工艺管理在钛及钛合金板材的加工过程中，需要加强工艺管理，确保每一道工序都符合技术要求。
要严格控制加工温度和环境氧化物的溢出，以减少氧化皮的产生。
对于焊接和切割等高温加工环节，要控制好温度和速度，避免过热和过快的加工造成表面裂纹等质量问题。
钛合金热变形
钛合金热变形
钛合金是一类特殊的金属合金，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优异性能。
在高温条件下，钛合金可能发生热变形，这是由于高温下金属晶格结构的改变和原子热运动的增强导致的。
热蠕变（Creep）：在高温和应力作用下，钛合金可能会发生热蠕变。
这是一种渐进性的塑性变形，主要是由于晶格内部的原子滑移导致的。
热蠕变的发生速率与应力、温度和合金的化学成分等因素密切相关。
高温氧化：高温下，钛合金容易与氧气发生反应，形成氧化物。
这种氧化可能导致表面的脆化和剥落，进而影响合金的性能。
晶粒长大：在高温条件下，钛合金的晶粒可能会发生长大。
这种现象可能导致材料的塑性降低和抗拉强度下降。
为了减缓钛合金的热变形，可以采取以下措施：
合金设计：通过调整合金的成分，可以改变其晶格结构和相变温度，从而提高其高温稳定性。
表面涂层：对钛合金进行表面涂层，可以提高其耐高温氧化的
能力，减缓氧化对合金性能的影响。
热处理：通过合适的热处理工艺，可以调整合金的晶粒结构，改善其高温性能。
总的来说，了解钛合金的热变形特性对于在高温环境下使用这类材料的工程应用至关重要。
合理的材料选择、设计和工艺控制可以最大程度地减缓钛合金的热变形，保障其在高温环境下的可靠性和稳定性。
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998学号：05430205江苏工业学院毕业论文（2009届）题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究学生倪静学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授二○○九年六月纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。
但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。
热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。
本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。
利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS 分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。
最后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H2O2中的耐腐蚀性。
研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO2氧化膜，整个氧化渗层由表层TiO2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO2氧化膜越厚，表面硬度越高。
热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。
关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性The effect of thermal oxidation at different temperature on the microstructure and corrosion-resistance for CP-Ti Abstract: Titanium and its alloys have a wide range of applications in the fields of aerospace，chemical industry，marine，biomedical devices and defense because of their combination of properties in terms of high strength to weight ratio, exceptional resistance to corrosion and excellent biocompatibility.However, the poor tribological properties and undesirable corrosion-resistance in certain mediums of titanium alloys are still a limit for their use in some applications. Thermal oxidation (TO) treatment is an easy and environmental friendly technique that can be used to harden the surface of titanium alloys， and hence improve the poor tribological properties of these materials.TA2 samples were subjected to TO treatment at 500℃、600℃、650℃、700℃、750℃、850℃ for 210min. The effects of different TO temperature on microstructure、hardness、corrosion resistance in 36-38% HCl、30% H2O2 of TA2 were systematically studied. OM， SEM&EDS， XRD etc were employed for the microstructure, morphology and phases analysis; The hardness was measured by Vickerhardness tester. As reference, all the tests above were carried out on untreated TA2 as both counterparts.The results showed that the hardness of TA2 surface increases accompanied by significant improvement in wear resistance. The higher the TO temperature is，the thicker the oxidized film is. The oxidized film consists of titanium dioxide layer and oxygen diffusion zone beneath it. The best corrosion resistance was obtained after 210min700℃TO treatment.Key words: CP-Ti；Thermal oxidation；Oxidation layer；Micro-hardness；Corrosion-resistance目录1绪论钛的基本性质钛的矿物在自然界中分布很广，钛在地壳中的含量约为%，在金属中仅次于铝、铁和镁。
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不能直接使用明火加热，主要是因为以下几个原因：
1. 高温氧化：钛合金在高温下容易与氧气发生反应，形成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜会阻碍热量的传递，导致加热不均匀，甚至可能引起局部过热，从而影响材料的性能和使用寿命。
2. 吸气污染：钛合金在加热过程中会吸收空气中的氮气、氢气等气体，形成脆性的金属间化合物，降低材料的力学性能。
这些吸气污染物还可能导致零件的变形、开裂等问题。
3. 热膨胀系数不匹配：钛合金的热膨胀系数较低，与其他金属材料相比差异较大。
在明火加热过程中，由于温度的变化，钛合金与其他材料之间的热膨胀系数不匹配，可能导致应力集中，从而引起材料的变形或开裂。
为了避免上述问题，在对钛合金进行加热处理时，通常采用电炉、感应加热等间接加热方式，以控制加热温度和速度，避免产生不必要的氧化、吸气和热应力。
同时，在加热过程中还应注意保持材料表面的清洁，避免污染和异物的进入。
总之，钛合金不能直接使用明火加热，需要采用适当的加热方法和工艺，以确保材料的性能和质量。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的加热方式，并严格按照相关标准和规范进行操作。
钛合金变色温度
钛合金变色温度钛合金是一种常见的金属材料，具有很高的强度和耐腐蚀性能，在工业生产和航空航天等领域得到广泛应用。
同时，钛合金还具有一个非常有趣的特性，就是在特定的条件下可以发生颜色的变化。
这种变色现象是由钛合金表面氧化层的厚度和光学干涉引起的，称为“钛合金的氧化反射颜色现象”。
钛合金的颜色变化是通过控制其表面氧化层的厚度来实现的。
当钛合金与氧气接触时，会在表面形成一个氧化层。
这个氧化层的厚度决定了不同颜色的反射光。
当氧化层的厚度为几纳米时，钛合金呈现出蓝色；当厚度逐渐增加到几十纳米，颜色会由蓝色变为紫色；当厚度进一步增加到几百纳米时，颜色又会发生变化，由紫色转为金色。
钛合金的颜色变化是一个动态的过程，可以通过改变温度来控制。
一般来说，当钛合金加热到一定温度时，氧化反应会加速，氧化层的厚度就会发生变化，从而导致颜色变化。
这个温度称为“钛合金的变色温度”。
钛合金的变色温度在不同的合金成分和处理工艺下有所差异。
一般来说，常见的钛合金如钛6-4合金（即含有6%的铝和4%的钒的钛合金）的变色温度在300-350摄氏度之间。
对于其他合金，根据其成分和处理工艺的不同，变色温度可能会有所不同。
例如，钛合金可通过控制加热温度和时间来实现对其变色温度的调控。
钛合金的变色现象不仅仅具有美观的效果，还可以用于功能性应用。
例如，在航空航天领域，钛合金的颜色可以用作表征材料的温度变化的指示器，以便监测和控制材料的热性能。
此外，钛合金的颜色变化还可以应用于光学领域，例如用于制造彩色涂层、光学滤光片和光学传感器等。
总的来说，钛合金的变色温度是由其表面氧化层的厚度和光学干涉效应决定的。
通过控制加热温度和时间，可以实现对钛合金变色温度的调控。
钛合金的颜色变化不仅仅具有美观的效果，还可以应用于功能性领域，如温度指示器和光学器件制造等。
对于不同的钛合金成分和处理工艺，其变色温度可能会有所不同。
我们可以进一步研究和开发这一特性，以实现更广泛的应用。
钛合金锻造工艺
钛合金锻造工艺钛合金作为一种重要的工程金属材料，具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能等特点，在航空航天、船舶、汽车、医疗器械等领域得到广泛应用。
钛合金锻造作为一种主要的加工方法，具有高效、高精度、高质量等优点，对于提高钛合金零件的机械性能和使用寿命具有重要意义。
一、钛合金锻造工艺的概述钛合金锻造是指将钛合金坯料加热到一定温度后，通过锻造机械设备对其进行塑性变形，使其形成所需的形状和尺寸。
钛合金锻造工艺包括热锻、冷锻和等温锻等几种形式，其中热锻是最常用的一种。
热锻是指将钛合金坯料加热到其变形温度以上，然后通过锻造机械设备对其进行塑性变形，使其形成所需的形状和尺寸。
热锻的主要优点是能够减少材料的应力和变形量，提高材料的塑性和韧性，从而得到高质量的钛合金零件。
但是，热锻需要较高的温度和压力，对设备和工艺要求较高。
冷锻是指将钛合金坯料在室温下进行塑性变形，其主要优点是能够获得高强度和高硬度的钛合金零件，但是冷锻需要较高的压力和变形量，对设备和工艺要求也较高。
等温锻是指将钛合金坯料在一定温度下进行塑性变形，其主要优点是能够获得高精度和高表面质量的钛合金零件，但是等温锻需要较高的温度和时间，对设备和工艺要求也较高。
二、钛合金锻造工艺的关键技术1. 加热技术钛合金的变形温度较高，一般在800℃以上，因此加热技术对于钛合金锻造过程至关重要。
在加热过程中，要控制加热速度、加热温度和加热时间，以保证钛合金坯料的均匀加热和充分变软。
同时，还要避免过热和过烧，以防止钛合金发生氧化和变质。
2. 锻造工艺钛合金锻造的关键在于控制锻造过程中的变形量、变形速率和变形温度等参数，以保证钛合金零件的形状和尺寸精度。
在锻造过程中，还要注意保持坯料的温度和塑性，避免过度变形和损伤。
3. 退火技术钛合金锻造后需要进行退火处理，以消除残余应力和改善材料的机械性能。
在退火过程中，要控制温度、时间和冷却速度等参数，以保证钛合金零件的性能和表面质量。
钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析_黄定辉
第3 期
黄定辉等： 钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析
3
化行为的研究中发现，在 620 ℃ 连续氧化时没有形 成明显的氧化层，720 ℃ 时则有较厚的表面富氧层， 800 ℃ 时表面氧化更为严重，并且存在内氧化，但 是 800 ℃ 时的内氧化现象明显没有在 720 ℃ 时严重。 这种现象的出现是由于在次表层较宽的贫铝区生成 TiO2 膜和在表层较窄的富铝区生成 Al2 O3 膜对基体 的保护作用不同。贾新云等［20］研究发现，Ti60 合金 在 650 ～ 750 ℃ 高温下氧化后，次表面贫铝破坏了保 护性氧化膜 Al2 O3 的生成条件，而界面孔洞影响了 氧化膜与基体的结合，因此在长时高温下氧化增重 变为直 线 规 律。吴 玮 璐 等［21］ 研 究 了 高 于 900 ℃ 时 Ti230 合 金 的 氧 化 行 为， 研 究 表 明，1 000 ℃ 时， Ti230 合金表面氧化物最外层呈片层结构，氧化膜粘 附性 较 好，基 本 不 脱 落； 1 100 ℃ 时，出 现 开 裂； 1 200 ℃ 时，氧化膜脱落严重； 1 300 ℃ 时，氧化膜 已基本脱落。这是由于温度超过氧化产物 CuO 熔点 1 065 ℃ 后，氧化膜中的 CuO 挥发使得氧化膜与基 体发生分离。鲍军委等［22］在用 XRD 和 Raman 对 Ti4Al-2V 合金表面氧化膜的分析发现，该钛合金在相 同的条件下氧化 1 000 h 和 1 300 h 后，表面生成了 一层氧化钛膜，该氧化膜的厚度随氧化时间的延长 而增加，并且经 1 000 h 氧化后氧化膜组成主要为锐 钛型 TiO2 ，1 300 h 氧化后组成主要为板钛型 TiO2 。 Wallce 等［23］研究了热曝露时间对 Ti-1100 合金氧化 膜的影响，研究结果表明，Ti-1100 合金在 500 ℃ 热 曝露时，氧在试样表面扩散，随热曝露时间的延长， 试样表面的氧浓度不断升高，在氧压力差和其他因 素的作用下使得生成的氧化膜致密性下降。以上研 究结果表 明， 高 温 钛 合 金 的 氧 化 机 理 虽 不 尽 相 同， 但均表现 出 随 氧 化 温 度 的 升 高 和 氧 化 时 间 的 延 长， 抗氧化能力降低的趋势。
11钛基合金渗铌的高温氧化行为
钛铌合金层的高温氧化行为钛基合金表面渗铌的高温氧化行为第1章金属高温氧化概述1.1引言1.2 高温氧化基本知识1.2.1 金属高温氧化的概念1.2.2 高温氧化的基本过程1.2.3 高温氧化热力学基本原理1.3 高温氧化动力学及其测试1.3.1高温氧化动力学1.3.2动力学测试方法1.4 金属高温氧化的基本理论1.4.1抛物线生长动力学的Wagner理论1.4.2抛物线速率常数的影响因素1.4.3 Mott理论1.4.4金属氧化膜的生长1.5 氧化物的基本性质1.5.1氧化物的物理性质1.5.2氧化物的结构与缺陷1.5.3氧化膜中的应力与应力松弛参考文献第2章钛及钛合金2.1引言2.2钛及钛合金概述2.2.1 钛合金的类别2.2.2 钛合金的性能和用途2.3 钛及钛合金的氧化2.3.1 影响钛和钛合金表面氧化行为的因素2.3.2 钛及钛合金表面抗氧化技术及研究进展参考文献第3章典型钛及钛合金的高温氧化3.1引言3.2 TA2及Ti6Al4V的基本性能3.2.1 TA2及Ti6Al4V物理性能3.2.2 TA2及Ti6Al4V化学性能3.3 TA2及Ti6Al4V的氧化性能实验3.4 TA2及Ti-6Al-4V的氧化实验结果及分析3.4.1氧化过程外貌观察和物相分析3.4.2 氧化动力学3.4.3 氧化过程中的组织变化参考文献第4章铌层的制备技术及其工艺4.1双层辉光等离子渗金属技术概述4.2双层辉光等离子渗金属基本原理4.3双层辉光等离子渗金属技术优点4.4 双辉渗金属技术的基本物理过程4.5 渗层形成条件4.6 双层辉光离子渗金属的放电模式第5章典型钛及钛合金的表面渗铌层的组织结构5.1 引言5.2 渗层的制备工艺5.2.1实验设备及其操作过程5.2.2渗具布置5.2.3试验材料及试样制备5.2.4 检测仪器5.2.5 铌渗层的组织结构参考文献第6章典型钛及钛合金的表面渗铌层的氧化动力学6.1引言6.2 渗铌层的氧化实验6.2.1实验设备6.2.2实验操作6.3 氧化实验结果6.3.1氧化动力学6.3.2渗铌层的氧化产物6.3.3温度对氧化层形貌的影响6.3.4时间对氧化层形貌的影响6.4氧化规律及其机理分析参考文献。