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鈦合金的熱處理方法

TC4Ti-6Al-4V的熱處理方法

 

鈦合金中,TC4 是應用比較廣泛的一種鈦合金,通常它是在退火狀態下使用。對TC4 可進行消除應力退火、再結晶退火和固溶時效處理,退火后的組織是α β 兩相共存,但β 相含量較少,約占有10%。TC4 再結晶溫度為75。再結晶退火溫度一般選在再結晶溫度以上80~100(但在實際應用中,可視具體情況而定),再結晶退火后TC4 的組織是等軸α +β 相,綜合性能良好。但對TC4 的退火處理只是一種相穩定化處理,為了充分民掘其優良性能的潛力,則應進行強化處理。TC4 合金的α+β/β 相轉變溫度為980~990,固溶處理溫度一般選在α+β/β 轉變溫度以下40~100。因為在β 相區固溶處理所得到的粗大魏氏體組織雖具有持久強度高和斷裂韌性高的優點,但拉伸塑性和疲勞強度均很低,而在α+β 相區固溶處理則無此缺點。規范、類型、溫 度(℃)時間(min)冷 卻 方 式消除應力退火 550~650 30~240 空 冷。再結晶退火 750~800 60~120空冷或隨爐冷卻至590后空冷真空退火 790~815固溶處理 850~950 30~60 水淬時效處理 480~560 4~8h空冷時效處理是將固溶處理后的TC4 加熱到中等溫度,保持一定時間,隨后空冷。時效處理的目的是消除固溶處理所產生的對綜合性能不利的α相。固溶處理所產生的淬火馬氏體α,在時效過程中發生迅速分解(相變相當復雜),使強度升高,對此有兩種看法:

1。認為由于α分解出α+β,分解產物的彌散強化作用使TC4 強度升高。

2.認為在時效過程中,β 相分解形成ω 相,造成TC4 強化。

 

隨著時效的進行,強度降低,對此現象也有兩種不同的觀點:

1β 相的聚集使強度降低(與上述1 對應)。

2ω 相的分解為一軟化過程(與上述2 對應)。

時效溫度和時間的選擇要以獲得最好的綜合性能為準。在推薦的固溶及時效范圍內,最好通過時效硬化曲線來確定最佳工藝。低溫時效(480-560)要比大于700的高溫時效好。因為在高溫時的拉伸強度、持久和蠕變強度、斷裂韌性以及缺口拉伸性能等各方面,低溫時效都比高溫時效的好。經固溶處理的TC4 綜合性能750-800 退火處理后的綜合性能要好。需要指出的是,TC4 合金的加工態原始組織對熱處理后的顯微組織和力學性能有較大的影響。對于高于相變溫度,經過不同變形而形成的網蘭狀組織來說,是不能被熱處理所改變,在750~800退火后,基本保持原來的組織狀態;對于在相變溫度以下進行加工而得到的α β 相組織,在750-800退火后,則能得到等軸初生α相及轉變的β相。前者的拉伸延性和斷面收縮率都較后者低;但耐高溫性能和斷裂韌性、抗熱鹽應力腐蝕都較高。

 

 

寶雞市海兵鈦鎳有限責任公司

 

 
  
  
  
  
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