航空钛合金的钣金工艺
刘文 10号飞机0902班
摘要：介绍航空钛及钛合金，重点对钛及钛合金的钣金成形工艺进行介绍。
关键字：钛合金钣金成形工艺冷成型热成型
1钛及钛合金的发展及特性
1-1钛及钛合金的发展：
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。其他许多钛合金都可以看做是
Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r （TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端
（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb 等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、
Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1）四类。
1-2，钛的一般特性：
(1)比强度高
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
(2)热强度高
使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在15 0℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强
度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
(3)抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
(4)低温性能好
钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的
塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
(5)化学活性大
钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.1 5 mm，硬化程度为20％～30％。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
(6)导热系数小、弹性模量小
钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降
50％。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。1-3．钛的物理性质：
物理性质状态：纯钛为有光泽的白色金属，强度是钢的两倍，比刚轻45％，比铝重60％。熔点(℃): 1660°沸点(℃): 3287 比热/J/gK : 0.52 蒸发热/KJ/mol : 421熔化热/KJ/mol: 15.45 导电率／106/cm : 0.0234导热系数／W/cmK: 0.219
2.钛和钛合金的钣金成形
2-1冷成形
钛合金选择冷成形工艺方法，一般是形状简单，变形率小的零件。
在室温下用落锤成形小变形率零件，与不锈钢类似，为了获得满意的结果，其最小拨模角3°，弯曲半径应尽可能大些。
在室温下弯曲钛合金零件会产生很大的回弹。退火钛合金的回弹比固溶处理或固溶与时效处理的钛合金来得小。回弹的计算和模具半径的确定可以参考图3-15-7和图3-15-8.冷态弯出的最小弯曲半径对于纯钛为2到3倍料厚，钛合金4到6倍料厚。
某些钛合金零件可以在室温压延。与一般金属压延所不同的是需要大吨位的压床，以采用液压慢速双动压床为宜。它的成形速度要低，应低于0.25米每秒。模具表面硬度要达到hrc＞60.凸模圆角半径应大于材料厚度的4到8倍。凹模圆角半径为材料厚度的5到10倍，一般不超过厚度的15倍，凹凸模之间间隙1.25到1.30倍料厚。图
8；列出几种钛合金的拉伸数据。
图3-15-8
退火和固溶处理的钛和钛合金在常温下也能进行旋压或旋薄处理。表3-15-9列出两种钛合金在室温下手工旋压平底桶形件的成形极限数据。从表中数据可以看出毛料直径与料厚的比值较小对成形有利，对于厚度小于0.5毫米的钛板进行需加热旋压。对于锥形件旋薄，在常温下的减薄率应小于50%，若超过50%需加热旋薄。
橡皮成形一般在室温下进行。在室温下橡皮成形的零件需经校正回弹，钛合金橡皮成形需要高的橡皮单位压力，目前已经发展到1000kg每平方厘米，液压机的总吨位达到10万吨。
钛板蒙皮拉型和型材拉弯在室温下进行，回弹很大，拉型时，板料拉伸方向尽可能与轧制方向一致，以提高拉伸变形程度。为了提高模具寿命，可以在常用的拉型模上包覆一层薄的不锈钢板。现代飞机结构中，常有许多钛板制成的各种型材，通常可以采用室温下滚弯成形。
钛合金的挤压或板弯型材压制下陷，冷态成形较难，需要加热成形。
2-2.热成型
钛合金冷成型塑形低，回弹大，特别是零件形状比较复杂的更是难以成行，因此，常用加热成形方法，
钛合金加热成形能使零件贴模，基本消除手工校正量。但是也带来许多问题：如工装，设备和工艺问题。而其中主要是加热的设备和装置，耐高温模具，高温下的润滑和防止污染等问题。
常用的加热方式有3种：一是利用常规的冷成型设备和模具，对零件进行加热；二是利用常规成形设备，对模具进行加热；三是采用专业的加热压床或装置。
2-2-1．加热零件成形法
这种方法是加热成形种最简单，最方便的方法。其特点是可以利用一般冷成型的冲压设备和工艺装备，另外添加一套加热零件的装
置，其加热零件的方法有以下几种：
2-2-1-1 辐射加热法
利用红外辐射加热零件。红外线石英灯加热能在短时间内（几十秒内）将钛板加热到500到600℃。图3-15-9表示辐射加热成形的方法
2-2-1-2．电阻加热法
利用钛板自身有较高的电阻率，通电后使其自身加热。能在十几秒或几十秒内，将钛板加热到近千度。这种方法主要用于落压，拉弯上，也可用于拉型和冲压上。需要电源变压器。这种加热方法的特点是加热快，成形快。图3-15-10是在拉弯时加热的示意图。
2-2-1-3．火焰加热法
在冷压加工中，对于难成形的局部采用火焰局部加热，或落压中火焰加热全部板件。这种方法也是一种简易方法。在冷成型的工装设备基础上只需要附加一套简易的加热装置即可。图3-15-11所示为落压和旋压成形中采用的火焰加热法。其热源可用燃气，煤气，乙炔焰和其他可燃气体。这种方法的主要问题是比前两种方法有更大的氧化和污染问题，受热不均。
2-2-1-4. 感应加热法
这是一种利用感应高频电源感应加热的方法，其原理见图3-15-15.加热速度快，但是由于设备的局限只适用于小型旋转体零件。
2-2-1-5．炉内加热法
各种冷压成型设备旁边附加一加热炉（图3-15-13）。将毛料在炉内加热，取出后迅速送到模具上成形。由于毛料散热，故适用于冲压和落压成型。
以上几种方法的特点是加热速度快，快速成形，因无蠕变过程，故成形后的零件仍然有少量回弹，还需要进行热校形和手工校正。另外，以上各种加热方法的成形温度还没有好的测定方法。其次，板件容易氧化和污染。但是它的优点是采用常用设备和模具，不要耐热的工艺装备和特殊设备，成本低，上马快。
2-2-2 加热模具成形法
此方法是加热模具，然后毛料放入模内加热，达到一定温度时压制成形。成形过程中，能保持一定的压力和温度，零件变形有蠕变过程。因此，容易贴模，温度也容易控制，由于需要一定的压力，一定的时间，因此多数在液压机上成形。
2-2-2-1．电热管，电热元件加热
在模具内装有电热管，电阻丝，燃气管等方法来加热模具，见图3-15-14所示。
2-2-2-2．炉内加热法
将模具放在通用电炉或专用电炉内进行成形。图3-15-15表示模具和毛料一起放入通用电炉内，靠模具本身重量成形毛料。
2-2-3.其他加热成形法
图3-15-16所示的为一种简易的爆炸方式，它是利用高温固体（热砂等）加热毛料和模具的。
3.总结
3. 总结
钛和钛合金作为一种较为新的金属材料，其钣金工艺成熟度比钢铁，铝合金等其他常用金属差很多。主要表现在加工工艺和成型设备上的不成熟，但由于钛和钛合金具有很多其他金属不具备的优点，使其钣金技术和钣金设备具有很高的研究价值。
4.参考文献
1.《飞机钣金零件制造工艺学》南京航空学院，1979.10
2.《航空材料与热处理》刘劲松
3.百度百科 https://www.doczj.com/doc/b019150915.html,
4.百度知道 https://www.doczj.com/doc/b019150915.html,
5.《航空用钛合金》上海科学技术出版社
6.《航空金属材料学》国防工业出版社
7.北京航天长空钛材设备加工中心——产品介绍https://www.doczj.com/doc/b019150915.html,/tai.htm
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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。
航空钛合金零件激光直接沉积增材制造-热处理 航空钛合金是广泛应用于航空、航天及国防领域的关键材料。然而，其加工难度较大，传统的加工方法难以满足高精度和高效率的要求。而激光直接沉积增材制造技术（LMD）已被证实是一种有效的加工手段，在航空钛合金零件的制造中得到了广泛的应用。然而，由 于航空钛合金材料的特殊性，激光直接沉积增材制造后需要进行热处理。 激光直接沉积增材制造（LMD）是一种通过激光在零件表面进行熔化和固化来制造三维物体的方法。与传统的加工方法相比，LMD具有以下优点： 1. 可以快速制造复杂的三维零件，不需要模具和工具。 2. 可以在原有零件的基础上进行修复、加工和改进。 3. 可以进行多材料复合制造，材料可以根据需要进行选择，有很强的灵活性。 4. 可以在加工过程中实时监测和控制，保证加工精度和准确度。 航空钛合金零件制造中需要特别注意以下几点： 1. 激光能量的选择。激光直接沉积增材制造中，激光能量的选择直接影响到制造零 件的质量。如果激光能量过大，则激光熔化的部分过量，易产生脆性裂纹和变形；如果激 光能量过小，则无法达到足够的熔化温度，难以保证零件的密实度和制造速度。 2. 适当选择加工参数。在进行激光直接沉积增材制造时，需要根据具体材料的特性、零件的形状和加工要求，合理选择加工参数。例如，需要适当调整激光功率、扫描速度和 扫描线间距等。 3. 确保表面处理的充分性。为了保证航空钛合金零件的表面质量，需要在进行激光 直接沉积增材制造前对表面进行充分处理。通常采用喷砂、酸洗等方式进行表面清洁和去 除表面氧化物。 航空钛合金材料的特殊性，决定了激光直接沉积增材制造后需要进行热处理。热处理 可以改善材料的性能，提高零件的强度和硬度。具体来说，航空钛合金零件通常需要进行 时效处理和退火处理。 1. 时效处理。时效处理是在加工完成后，将航空钛合金零件加热到一定温度，并在 一定时间内保持温度，以达到材料的固溶、析出和再结晶的效果。时效处理可以提高航空 钛合金零件的强度和硬度，并改善其抗腐蚀性。
航空工业中热处理和表面处理技术的探究近些年，航空工业热处理和表面处理技术不断的发展，技术处理方法更加先进和灵活， 技术应用的范围也在逐步扩大。首先，热处理和表面处理技术应用期间，质量控制和测量精 准度的控制效果较好，通过技术手段能够有效强化技术处理产品的质量。其次，热处理和表 面处理技术当中应用的电炉设备经过改造，应用效果得到了优化，电炉设备使用的温度进一 步提升。 最后，热处理技术的适用范围扩大，这主要是由于热处理技术当中能够利用的技术方法 数量增多了，包括真空技术、氮基气氛热处理、激光技术、离子注入技术等。再加上计算机 数字技术的应用，使各项技术应用参数控制更加便捷，技术应用灵活性和可控性增强。 二、航空工业中热处理技术的探究 1.铝合金热处理技术 航空工业当中铝合金热处理技术主要有三种功能，首先，是以空气循环电路来替换硝盐 炉进行热处理操作。铝合金材料属于环保型的材料，将硝盐炉撤除，能够改善热处理期间的 污染问题，并且能够减少热处理技术应用所消耗的能源。空气循环电路的运行稳定性较强， 在进行热处理期间，可以更好对热处理程度进行控制，热处理的产品就不会出现变形等问题。 其次，利用有机淬火介质，替换热处理的水溶液，有机淬火介质的灵活性与水溶液相比 较强，能够更好的适应热处理技术应用的不同要求。将空气循环电路与铝合金淬火介质进行 联合应用，能够进一步提高铝合金热处理技术对变形问题的控制效果。若是在热处理期间， 铝合金材料出现了变形的问题，也能够利用有机淬火介质对变形部位进行恢复处理。 最后，具备电导率检测功能，这主要是作用于铝合金热处理质量控制当中，是利用拉伸 试验的方法进行检测，这种方法可以准确检测出热处理后的铝合金材料电导率、硬度等参数，从而确定铝合金热处理各项指标是否符合标准要求，并且不会对材料造成任何的不良影响。 2.钛合金热处理技术 钛合金热处理技术主要分为两种，一种为真空热处理技术和空气电炉热处理技术。首先，真空热处理技术是具有较强的保护作用，钛合金材料本身就具有活泼的特点，在热处理加工 的过程中容易与空气当中碳元素和氧元素发生反应。真空热处理技术可以使钛合金材料在热 处理加工的过程中与空气隔绝，在真空的环境当中进行处理，从而保证钛合金材料的质量和 使用安全。 真空热处理技术应用的过程中需要对压强量和纯氩的纯度以及出炉的高度进行控制。其次，空气电炉热处理技术是将钛合金材料放置空气电炉当中进行热处理，主要适用于钛合金 的半成品或零件的热处理加工当中。利用空气电炉热处理的钛合金零件，需要将表层的金属 进行去除，然后才能进行正常的使用。 3.高温合金热处理技术 高温合金热处理技术所应用的技术设备是以恢复合金的性能为最终目的。在热处理的过 程中，对固溶处理的温度产生严重影响的因素是温度。在固溶温度下对保温时间进行控制也 是工作的具体需求。另外，热处理设备炉温还需要达到一定的均衡程度，通常情况下，设备 的类别应该被控制在5℃或者是8℃左右。并且，在进行温度控制的过程中，工作人员应该 对高温合金的失效处理形式进行控制，要在明确峰值的基础上，对温度范围进行控制。 而高温合金热处理技术对气氛具有一定的标准，热处理技术当中包含的气氛种类有空气、保护气氛、氮气、真空等。使用哪一种保护气氛，需要根据实际的情况，再具体的定夺。若
钛合金的热处理基本原理(一) 钛合金的热处理基本 1. 什么是钛合金的热处理？ 钛合金是一种轻巧、高强度、耐腐蚀的金属材料。然而，由于钛合金的制造过程中可能会导致材料内部存在一些不稳定晶相或缺陷，因此需要进行热处理。热处理是通过加热和冷却的不同方式改变钛合金的晶体结构和性能，以达到所需的材料性能。本文将介绍钛合金热处理的基本原理和常用方法。 2. 钛合金的热处理原理 钛合金的热处理原理基于以下两个基本原则： 固溶处理原理 固溶处理是指将钛合金加热至其固溶温度以上，使合金中的溶质原子均匀地溶解在基体晶格中。通过固溶处理，可以消除钛合金中的不稳定相，提高合金的强度和塑性。 相变处理原理 相变处理是指在固溶处理的基础上，通过控制冷却速度使钛合金的晶体结构发生相变。相变处理可以改变钛合金的晶体结构和晶界形貌，从而调整其力学性能和耐腐蚀性能。
钛合金的热处理方法主要包括固溶处理和时效处理两种。下面将分别介绍这两种方法： 固溶处理 固溶处理是钛合金热处理的基础步骤，它可以消除钛合金中的不稳定相和缺陷，提高合金的强度和塑性。固溶处理的具体步骤如下：•加热：将钛合金加热至其固溶温度以上，一般在摄氏度范围内。•保温：保持合金在固溶温度下足够长的时间，使溶质原子充分溶解在基体中。 •冷却：迅速冷却合金至室温，固定溶质原子在基体中。 时效处理 时效处理是在固溶处理的基础上进行的钛合金热处理方法，通过控制冷却速度，使合金的晶体结构发生相变，从而调整其力学性能和耐腐蚀性能。时效处理的具体步骤如下： •固溶处理：按照固溶处理的方法对钛合金进行加热和冷却处理。•时效处理：将处理过的钛合金再次加热至合金中存在的稳定相的温度，并保持一段时间。 •冷却：迅速冷却合金至室温，固定相变后的晶体结构。
航空钛合金的钣金工艺 刘文 10号飞机0902班 摘要：介绍航空钛及钛合金，重点对钛及钛合金的钣金成形工艺进行介绍。 关键字：钛合金钣金成形工艺冷成型热成型 1钛及钛合金的发展及特性 1-1钛及钛合金的发展： 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。 第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。其他许多钛合金都可以看做是 Ti-6Al-4V合金的改型。 20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r （TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端
（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。 另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb 等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。 目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、 Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。 钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1）四类。 1-2，钛的一般特性： (1)比强度高 钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高 使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在15 0℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强
钛合金热处理 钛合金是一种新兴的材料，具有优良的力学和化学性能、高强度、良好的塑性、良好的耐腐蚀性以及易于加工等特点。随着工业应用的不断发展，钛合金热处理已成为这种金属材料开发和改性的重要手段。 钛合金热处理的目的是通过热处理，改变和改善材料的组织和性能，使得材料满足应用条件的要求。钛合金热处理的主要内容有四类：组织调整热处理、表面淬火热处理、深冷热处理和试验用的热处理。 其中，组织调整热处理是改变正常晶体态组织中晶体尺寸、细纹、晶界、细晶和纹理等的热处理。经过组织调整热处理，可使材料具有更好的力学性能、改善材料的可锻性、韧性、耐蚀性、耐热性等功能。 表面淬火热处理的主要目的是改善钛合金的表面强度，以提高材料的抗磨性、抗冲击性和耐磨性。淬火热处理过程由热处理和冷却构成，通常使用致密性热处理和脆性热处理，使材料的外层达到软塑性，细节部分达到韧性和耐磨性，提高了材料的抗磨性和抗冲击性。 深冷热处理是指将钛合金浸入低温液体中进行热处理，使材料中的晶粒缩小和晶界介质微化，进而改善材料的力学性能。深冷热处理可以改善材料的疲劳性能、延性、冲击强度和弹性模量，提高材料的抗疲劳性能。 此外，试验用的热处理是指在研究钛合金的性能和组织过程中，为了使其符合试验要求而进行的一种热处理。它的主要目的是改善试样的理化性能，建立试样和实际应用中材料的一致性，以便获得准确的实验数据。
钛合金热处理在实际应用中的重要性不言而喻，其目的是以有效的方法改变和提高材料的性能，使得材料具有更优良的力学性能和化学性能，有利于满足应用条件的要求。合理的钛合金热处理工艺，可以提高材料的使用性能，为工业应用节省更多的成本。 综上所述，钛合金热处理是一种重要的金属材料开发和改性的手段，可以显著提高材料的性能，最大限度地满足应用条件的要求。它不仅可以改变和改善材料的组织和性能，还可以提高材料的使用性能，为工业应用节省更多的成本。因此，在选择和开发钛合金材料时，应十分重视它的热处理过程，并从合理的热处理工艺入手，确保材料有效的热处理，为国家工业发展做出积极贡献。
钛合金热处理 钛合金是一种非常强大的金属材料，它具有良好的耐腐蚀性、高强度和较高的熔点，因此在航空航天、航海、核电、军事、汽车等多个领域有广泛的应用。钛合金热处理是为了改善其物理性能和加工性能而进行的一种处理方法。本文将对钛合金热处理进行深入的介绍。 钛合金热处理的目的 热处理是改善钛合金的力学性能和工艺性能的手段，可以提高抗拉强度、塑性、冲击强度和耐磨性能。此外，热处理还可以改变钛合金的晶粒结构，使物料的组织更加规整，塑性和抗拉强度更高，耐腐蚀性也更强，从而使钛合金可以应用在更多的领域。 钛合金热处理方法 常见的钛合金热处理方法有五种，即回火、正火、淬火、淬火回火和表面贴装。 1.回火：在较低的温度（通常在650℃左右）下进行的钛合金的热处理，可以改变组织，减少厚度，改善机械性能。 2.正火：在较高的温度（通常为1000-1000℃）下进行的钛合金热处理，可以提高材料的抗拉强度、塑性和耐腐蚀性。 3.淬火：在较低的温度（通常为1000-1200℃）下进行的钛合金热处理，目的是改变晶粒结构，使材料拉伸强度、塑性、冲击强度和耐磨性都得到改善。 4.淬火回火：在较高的温度（通常为1000-1200℃）下进行的钛合金热处理，用于改善材料的抗拉强度和抗疲劳性能。
5.表面贴装：在较低的温度（通常在350-500℃）下进行的钛合金表面热处理，意在改善材料的抗腐蚀性和耐磨性。 钛合金热处理的注意事项 钛合金热处理需要非常小心，注意以下几点： 1.温度一定要调到适宜的水平，过低或者过高都会破坏材料的性能。 2.热处理时需要进行定时或采样检测，以确保材料的质量。 3.要尽可能避免冷却过程中产生的微小残留应力，以防止材料表面的损坏。 4.要充分掌握各种热处理方法的优缺点，以便在处理不同的材料时正确选择。 以上就是有关钛合金热处理的介绍，从材料的选择、热处理方法及其要求，以及施工时的注意事项，用户可以根据自己的实际应用需要，选择合适的处理方法，以达到改善材料性能的目的。热处理是一项重要的工艺，它能够使用户获得更长期、更稳定的材料性能。
高温合金钛合金材料热处理工艺研究 高温合金和钛合金是两种应用广泛的金属材料，它们具有优良的高温和耐腐蚀 性能，在机械制造、航空航天等领域得到了广泛的应用。热处理是高温合金和钛合金制造过程中必不可少的工艺环节，合理的热处理工艺可以显著提高材料的性能。本文从热处理工艺的角度来探讨高温合金和钛合金材料的工艺研究，旨在提供一些关于热处理工艺的知识和应用实践的参考。 一、高温合金的热处理工艺 1. 固溶处理 固溶处理是高温合金最常见的热处理工艺之一，其目的是将高温合金中的析出 相溶解到基体固溶体中，在一定时温条件下达到均匀化。固溶温度和时间的选择是关键，过高或过低的温度和时间都会影响高温合金的性能。例如，超过合金的临界温度或时间过长会导致晶粒的长大和析出相的再析出，从而降低合金的强度和韧性。 2. 淬火处理 淬火处理是将高温合金从高温状态迅速冷却至室温或低温状态的一种热处理工艺，目的是在较低温度下形成均匀的析出相，使合金的强度、硬度和耐磨性得到提高。淬火过程有多种方法，包括空气冷却、油冷却和水冷却等。不同的冷却方法会产生不同的细化效果。 3. 固溶-沉淀处理 固溶-沉淀处理是高温合金热处理中常用的一种方法，其主要目的是利用固溶 温度高于析出相溶解温度的特点，先进行固溶处理使合金中的析出相溶解到基体中，然后通过降温使其再次析出。沉淀相的粒度和分布是决定成品性能的重要因素。因此，固溶-沉淀处理的温度和时间的选择需要权衡高温强度和低温韧性之间的关系。 二、钛合金的热处理工艺
1. α+β区热处理 α+β区热处理是钛合金中最常用的热处理工艺之一，其目的是在提高钛合金的 强度和韧性方面取得最佳的平衡。该方法利用钛合金在980°C下α相固溶度与β相共存的特点，使钛合金在该温度下保持一定时间后，通过快速冷却达到均匀的α+β 组织分布，从而达到最佳的力学性能。 2. β区热处理 β区热处理是钛合金中另一种常用的热处理方法，其目的是在β相状态下使钛 合金达到最佳的力学性能。β区热处理时间和温度的选择是关键，一般需要高于β 相变温度，使钛合金从α+β组织向β组织转变。 3. α区热处理 α区热处理是钛合金热处理中较少采用的一种方法，其主要目的是在α相区域 中进行固相变换，从而提高钛合金的塑性和韧性。虽然α区热处理可以提高钛合金的塑性，但同时对其强度和硬度也有所影响。 三、实际应用中的热处理工艺 除了上述传统的热处理工艺，实际生产中，针对不同的高温合金和钛合金材料，可以根据其成分、形状和用途等因素进行定制化的热处理工艺设计。例如，在航空制造中，常规的热处理方法已经不能满足高温合金和钛合金零件的要求，需要采用先进的超声波处理、电子束离子注入和等离子增强热处理等新技术，以提高零件的性能和寿命。 总结 高温合金和钛合金是现代先进制造技术中必不可少的材料，其优良的高温、耐 腐蚀性能赋予了它们广泛的应用前景。在生产制造过程中，热处理工艺是提高高温合金和钛合金材料性能的关键环节，通过合理的热处理工艺设计和实践，可以大大提高材料的成品率和应用性能。未来，随着现代制造技术的不断进步和创新，高温
r60702热处理工艺 R60702热处理工艺 热处理是一种用于改善材料性能的工艺。R60702是一种钛合金材料，具有较高的强度和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、化工和汽车等领域。针对R60702钛合金材料的热处理工艺，本文将从材料的特性、热处理的目的、工艺步骤和工艺参数等方面进行探讨。 一、材料特性 R60702钛合金属于α+β型钛合金，主要由α相和β相组成。α相具有良好的塑性和韧性，而β相具有较高的强度和硬度。这种组织结构赋予了R60702钛合金材料良好的综合性能。 二、热处理目的 钛合金材料的热处理主要目的是优化其组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性。通过热处理可以改变钛合金的相组成和晶粒尺寸，调节材料的硬度、强度和韧性等性能指标。 三、工艺步骤 1. 固溶处理 固溶处理是钛合金热处理的第一步。将R60702钛合金加热至固溶温度，保温一定时间，使合金中的固溶元素均匀溶解于α相和β相中。固溶温度通常为980℃~1020℃，保温时间根据材料的厚度和要求而定。
2. 快速冷却 固溶处理后，需要对材料进行快速冷却，以避免固溶元素重新析出，从而保持良好的固溶效果。快速冷却可以采用水淬或空冷等方式，具体根据材料的要求而定。 3. 时效处理 快速冷却后的钛合金材料经过时效处理，即在一定温度下保温一定时间，使合金中的固溶元素重新析出并形成稳定的晶粒结构。时效处理温度通常为500℃~700℃，保温时间根据材料的要求而定。 四、工艺参数 热处理工艺的参数对于材料的性能具有重要影响。固溶处理的温度和保温时间需要根据材料的组织结构和硬度要求来确定。快速冷却的方式和速度需要根据材料的厚度和形状来选择。时效处理的温度和保温时间需要根据材料的性能要求来确定。合理的工艺参数可以使得钛合金材料达到最佳的性能状态。 总结： R60702钛合金材料的热处理工艺对于提高其力学性能和耐腐蚀性具有重要意义。通过固溶处理、快速冷却和时效处理等步骤，可以使钛合金材料达到最佳的组织结构和性能状态。合理选择和控制工艺参数，对于保证热处理效果至关重要。通过不断优化热处理工艺，可以进一步提高R60702钛合金的应用性能，满足各个领域的需求。
一、概述 tb6钛合金作为航空航天材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，因此在飞机、航天器等领域得到广泛应用。而tb6钛合金旋翼主桨毂 作为直升机的关键部件，其性能对飞行安全和飞行性能有着重要影响。热处理工艺作为提高tb6钛合金旋翼主桨毂零件性能的关键工艺之一，对其性能表现具有重要意义。本文将对tb6钛合金旋翼主桨毂零件的 热处理工艺进行探讨，并提出一种合理的热处理工艺方案。 二、tb6钛合金的特性 1. tb6钛合金的化学成分 tb6钛合金主要由钛（Ti）、铝（Al）、钒（V）、铁（Fe）等元素 组成，具有高强度与良好的耐热性能。 2. tb6钛合金的性能 tb6钛合金具有优异的拉伸强度、屈服强度和塑性，在高温下依然保持较好的机械性能，具有良好的抗腐蚀性能和热稳定性。 三、tb6钛合金旋翼主桨毂零件的热处理工艺 1. 热处理工艺的选择 选择适当的热处理工艺对提高tb6钛合金旋翼主桨毂零件的材料性 能至关重要。常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理、时效固溶 处理等，需要根据零件的具体要求和性能要求进行合理选择。
2. 热处理工艺的影响 热处理工艺可以改善tb6钛合金的显微组织，优化其组织形貌和晶 粒大小，从而提高材料的强度和硬度，改善其耐蠕变和抗疲劳性能。 热处理工艺还可以消除材料的残余应力，提高材料的抗应力腐蚀性能。 3. 热处理工艺方案 鉴于tb6钛合金的特性和旋翼主桨毂零件的具体要求，建议采用固 溶处理+时效处理的工艺方案。首先进行固溶处理，将tb6钛合金加热至固溶温度，保温一定时间后进行快速冷却，然后进行时效处理，将 材料再次加热至时效温度并保温一定时间，最终进行空冷或油冷处理。这样能够使材料获得良好的强度和硬度，同时保持其良好的塑性和韧性。 四、结论 tb6钛合金旋翼主桨毂零件作为直升机的关键部件，其性能对飞行安全和飞行性能具有重要影响。热处理工艺作为提高tb6钛合金零件性 能的关键工艺之一，其选择和方案具有重要意义。建议采用固溶处理+时效处理的工艺方案，能够使tb6钛合金旋翼主桨毂零件获得理想的 性能表现，确保直升机的安全飞行和可靠性能。这也为航空材料的热 处理工艺提供了一定的参考和借鉴意义。五、tb6钛合金旋翼主桨毂零件热处理工艺的优化 1. 工艺参数的优化 在进行固溶处理和时效处理时，工艺参数的选取对于最终的组织结
钛合金材料力学性能与热处理研究 钛合金是一种广泛应用的轻质高强度材料，其在航空航天、医疗、军事、运动 器材等方面都有广泛的应用。与普通金属相比，钛合金具有更优异的机械性能和化学性能，但同时也更难加工和热处理。因此，研究钛合金材料的力学性能和热处理方法对于其产业化应用具有重要意义。 首先，钛合金的力学性能是其重要的优势之一。钛合金的比强度和比刚度都很高，同时还有优异的耐蚀性能和高温稳定性能。这使得钛合金成为了一些高强度和要求高耐蚀性的场合的首选材料。此外，钛合金的超塑性也非常好，其超塑性工艺可以制备出复杂的零件和异型材料。因此，研究钛合金材料的精细力学性能，如压缩力学性能、拉伸力学性能，对于其理论分析也有着重要意义。 在具体的研究过程中，有人选择了钛合金材料的压缩力学性能研究。由于钛合 金具有良好的超塑性，因此可以先将钛合金冷轧成线材，然后用筒状法包覆线材，并进行一系列的压缩实验。实验结果表明，钛合金材料的压缩硬化机理与其他金属材料不同，可能与钛合金材料的显微结构、试样几何、流变应力等有关。因此，对于钛合金材料的力学性能，还需要进一步研究。 其次，钛合金材料的热处理方法也是其应用广泛的前提之一。钛合金的合金化 元素、热处理方法会对其微观组织、力学性能和耐蚀性能产生重要影响。因此，在生产实践中，必须选择合适的热处理方法来改善钛合金的力学性能和化学性能。 钛合金的常用热处理方法包括固溶处理和时效处理。在固溶处理中，主要是通 过调节温度和时间来改善钛合金的力学性能和塑性，使合金元素均匀分布于基体中，消除残留应力，提高硬度和强度。而时效处理主要是通过先进行固溶处理、后进行再结晶处理并在一定的温度下时效一段时间，使钛合金中的各类硬度相当，达到更优异的力学性能。当然，固溶处理和时效处理的具体参数应根据钛合金材料的组成和应用要求来选择。
热处理对钛合金的影响 钛合金是一种重要的结构材料，以其高强度、低密度和良好的耐腐蚀性而在航空航天、汽车、医疗和化工等领域得到广泛应用。热处理是改变材料性能的一种关键工艺，对钛合金的影响也十分显著。本文将探讨热处理对钛合金性能的影响，以及常用的热处理方法。 一、热处理的作用 热处理是通过加热和冷却处理材料，以达到改善材料性能的目的。对钛合金而言，热处理可以使其显微组织发生变化，进而改变其力学性能、耐腐蚀性和疲劳性能等。热处理还可以消除材料内部的应力和缺陷，提高材料的可用性和稳定性。 二、常用的热处理方法 1. 固溶处理 固溶处理是将钛合金加热至固溶温度，使其中的合金元素溶解到固溶体中，然后迅速冷却以固定合金元素的固溶浓度。固溶处理可以改善钛合金的塑性和可加工性，提高其强度和硬度。然而，过长的固溶时间可能导致钛合金的晶界腐蚀敏感性增加。 2. 淬火处理 淬火是将加热至高温的钛合金迅速冷却至室温，以形成的固溶体。淬火处理可以提高钛合金的强度、硬度和耐磨性。“淬火和回火”联合处理可以进一步提高钛合金的强度和韧性。
3. 回火处理 回火是将淬火处理后的钛合金再次加热至较低的温度，保温一段时 间后冷却。回火处理可以消除淬火过程中的应力，并使材料的硬度和 强度得到均衡。回火温度和保温时间的选择也是影响回火效果的重要 因素。 4. 等温固化处理 等温固化是将加热至高温的钛合金在一定时间内保持在合金元素的 固溶度下进行处理。等温固化可以提高钛合金的耐磨性和抗热稳定性，但过长的等温时间会导致材料的晶粒长大，降低硬度和强度。 三、热处理对钛合金性能的影响 1. 力学性能 热处理可显著改善钛合金的力学性能。固溶处理和淬火处理可以提 高钛合金的强度、硬度和耐磨性，适当的回火处理则可提高材料的韧性。通过合理选择热处理工艺和参数，可以实现钛合金力学性能的最 优化。 2. 耐腐蚀性能 钛合金的耐腐蚀性是其在航空航天和化工领域得以应用的重要因素。热处理可以改善钛合金的耐腐蚀性能。固溶处理可以提高钛合金的耐 氧化性和耐酸性，而回火处理则可提高其耐蚀性和耐磨性。 3. 疲劳性能
《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。期待与作者有更多的合作机会。6. 进一步的研究 除了固溶热处理和过老化热处理外，钛部件的热处理还涉及到很多其他工艺，比如时效处理、渗碳处理等。这些工艺的研究与发展也是当前热门的方向之一。时效处理通过在固溶处理和过老化处理之后对合金进行进一步的热处理，以达到更好的强度和硬度；而渗碳处理则是在钛合金表面渗入碳元素，形成碳化层提高其硬度和耐磨性。这些热处理工艺的研究和应用可以为钛部件的性能提升提供更多的可能性。 7. 应用前景 随着航空航天、医疗器械和化工等行业的不断发展，对于钛合金部件的需求也在不断增加。而钛合金的优异性能使得其在这些行业中有着广泛的应用前景。特别是在航空航天领域，要求部件具有轻量化、高强度、高耐腐蚀等特性，因此对热处理工艺的要求也更为严格。针对
热处理对钛合金材料的强化效果钛合金作为一种重要的结构材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等 优点，在航空航天、汽车制造、医疗设备等领域得到广泛应用。然而，钛合金的高成本和低塑性等问题限制了其进一步的应用。为了克服这 些问题，热处理技术被广泛应用于钛合金材料中，以提高其性能和强度。 热处理是通过调整钛合金材料的晶格结构和相变行为，改善其力学 性能的方法。一般来说，热处理包括退火、固溶处理、时效处理等步骤。不同的处理方法对钛合金材料的强化效果有不同的影响。 退火处理是一种常见的热处理方法，通过对钛合金材料进行加热和 冷却，使其晶格结构发生变化，消除内部应力并提高材料的塑性。钛 合金经过退火处理后，晶体颗粒的尺寸变大，晶界的形状和分布也得 到改善。这些变化有助于提高材料的延展性和韧性，但强度会相应降低。 固溶处理是通过加热钛合金材料至固溶温度，使硬质相溶解于钛基 体中，形成均匀的固溶体。这种处理方法可以提高材料的强度和硬度。通过固溶处理，钛合金的晶界和位错密度也得到了控制，进一步增强 了材料的韧性。然而，固溶处理需要严格控制温度和时间，以避免过 度溶解或析出出现问题。 时效处理是将固溶处理后的钛合金材料进行加热处理，使有害相析 出形成细小的弥散颗粒，从而提高材料的硬度和强度。时效处理还可
以改善钛合金的耐腐蚀性能和疲劳寿命。不同的时效工艺和温度可以产生不同的析出相，进而影响材料的性能。 除了上述常用的热处理方法，还有一些特殊的处理方法也被应用于钛合金材料中。例如，淬火处理可以通过快速冷却来提高钛合金的硬度和强度，但同时也会增加其脆性。再结晶退火则可以改善材料的塑性和强韧性。 总之，热处理技术对钛合金材料的强化效果具有重要作用。不同的热处理方法可以根据钛合金材料的具体需求和应用环境进行选择。而正确的热处理参数和工艺控制则是确保钛合金材料性能提升的关键。未来，随着热处理技术的不断创新和发展，钛合金材料的强化效果将会变得更加显著，进一步推动其在各个领域的广泛应用。
钛合金相变和热处理 钛合金相变和热处理 钛合金是一种重要的结构材料，由于其高强度、低密度、耐腐蚀等特性被广泛应用于航空、航天、乃至医疗等领域。然而，钛合金也存在一些问题，比如钛合金制品在加工过程中容易发生热变形、热裂纹等现象。为了有效解决这些问题，对于钛合金的相变和热处理技术研究显得尤为重要。 一、钛合金相变 1.1 α、β相 钛合金有两种最重要的晶体结构—α相和β相，其中β相是在高温下稳定的相，而α相则在低温下稳定。因为在两相之间存在一个相变温度范围，所以经过一定的热处理，钛合金可以发生相变，从而对其性质产生影响。 1.2 钛合金的变形机制 由于钛合金属于典型的自由刃转式金属，其变形主要是通过晶间滑移和晶内滑移来实现。晶间滑移的产生势必会导致晶粒的增长，从而导
致强度的降低。 二、钛合金热处理 钛合金的热处理是为了在完全可控的条件下，通过调控钛合金的组织和性质，去满足钛合金在不同应用场合下的各种性能要求。 2.1 固溶处理 固溶处理的目的通常是增强钛合金的塑性和韧性，以及提高其热加工能力。固溶处理主要利用固溶元素在在母相中溶解来改变钛合金的性质。 2.2 时效处理 时效处理的目的是在固溶处理后，通过加以热处理及定时保温，使强度达到最高的状态。时效处理的工艺参数和过程控制对钛合金的性能和成本影响较大，必须严格控制。 2.3 稳定化处理 由于钛合金热变形发生的条件较苛刻，通过稳定化处理可以调节相的转变，以提高钛合金的热加工性能。稳定化处理的方法包括多元元素稳定化处理和超塑性稳定化热处理。
三、总结 综上所述，钛合金相变和热处理的研究对于钛合金的应用至关重要。合适的热处理（如固溶处理、时效处理以及稳定化处理）对于钛合金的性能和应用具有重要的影响。因此，采用合适的热处理方法研究钛合金的相变和性能具有非常重要的意义。
钛合金及其热处理工艺简述 杨＊*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。由于钛合金高的化学活性,钛合金的最终热处理通常在真空的条件下进行.热处理是调整钛合金强度的重要手段之一。
航空发动机钛合金钣金零件热成形 尚建勤 钛合金钣金零件（简称钛合金零件）在先进航空发动机上占有相当的比重，并且呈现出结构集成度愈来愈高、结构愈来愈复杂的发展趋势，在减轻发动机重量、 改善和提高性能等方面发挥着日益重要的作用。然而，新结构产生了新的工艺问题，大高径比的旋转曲面、空心气动型面和焊接结构件的成形等，这些技术问题的解决，对提高我国航空钛合金零件的成形技术和应用水平具有重要的现实意义。本文主要介绍某发动机钛合金新结构零件的热成形技术。 零件结构的特点 某型航空发动机的钛合金新结构零件包括整流内罩、导向叶片和外套等，结构图如图1、图2图3所示。整流内罩类似旋转抛物面结构，顶部有一直径约为50mm 勺内翻孔，高径比为1.0，端口直径大于210mm该尺寸有较高的精度要求。导向叶片是由叶面、叶背和支架构成的组合件，叶片双面均为气动型面。外套类似阶梯筒形件，侧壁分布有一条周向台阶和两条相连的V型斜阶，高径比为0.16，两个端口直径均大于610mm且均有较高的精度要求。零件原材料为TC1,厚度分别为1.0mm和1.5mm两种。 图1整流内罩结构示意图 图2导向叶片横截剖面示意图
图3外套结构示意图 工艺特点 与普通材质钣金零件在常温下成形不同，钛合金零件通常需要在550〜750C的高温下成形（简称热成形），高温可以显著地改善钛材的工艺性。但同时，由于高温、氧化和吸氢等原因，限制了热成形设备、模具结构和工序等的选择范围，因而也限制了钛材的工艺性。 在热成形整流内罩时，因其高径比大，变形量和变形力也大，因而，在成形过程中，材料容易产生纵向裂纹，甚至长裂口，另外，处于悬空状态的材料极容易产生横向皱纹。一般，破裂可以通过增加工序，将总变形量化小分解到各成形工序中的方法加以解决，起皱可以在增加工序的基础上，通过过渡结构而消除。 但是，增加热成形工序和采用过渡结构与热成形的基本要求相矛盾。首先，为了减轻高温氧化和吸氢对钛合金零件的有害影响，要求钛合金零件的加热次数和累积加热时间尽可能少，最理想的情况是只采用一道热成形工序。其次，在热成形过程中，模具内部温度通常按一定的梯度分布，距离热源即上、下加热平台愈近的模具部位温度愈度；反之，温度愈低。因此，要求模具的总高度尽可能地低，而多工序必然伴随模具高度的增加。另外，多工序在增加模具数量的同时，也增加了模具结构的复杂程度，而在热成形时，由于模具表面氧化和温度的不均匀等原因，模具滑动面之间极容易卡死，所以，热成形模具结构应尽可能简单。 因此，具体采用多少道成形工序，以及是否采用过渡结构，采用何种过渡结构是热成形整流内罩的首要问题。 导向叶片是一个空心组合件，空心结构增加了通过热校形提高叶片精度的难度，因为在热校形时，容易使叶面和叶背出现局部下陷。解决下陷问题主要依靠提高叶片校形前的外形精度。 外套适宜于热胀形。斜阶的存在加剧了外套沿周向的不均匀变形，使其外形尤其是斜阶的圆角精度不易保证；此外，胀形时环形焊接毛坯的横向焊缝容易开裂。外形精度可以通过热校形予以提高，焊缝的破裂可以通过限制和减小焊缝附近材料的流动、促进其余部分的材料流动等措施加以解决。 热成形工艺 经试制，最后确定，对钛合金整流内罩、导向叶片和外套均采用热成形与热校形相结合的方法，具体成形工艺是，对整流内罩采用热拉延校形工艺方法，对导向叶片采用分别热成形和整体热校形的工艺方法，对外套采用热胀校形工艺方法，热成形温度为600〜650C。热拉延校形钛合金整流内罩只采用一道成形工序。通过使用偶合模具，将热拉延与热校形工序合一，再辅以其他工艺措施，便可以减少和防止裂纹的产生，消除零件表面的皱纹，提高零件外形和尺寸精度。 热成形整流内罩的工艺流程是：下料并打磨毛边，清洗毛料并凉干，在毛料两
钛合金加工 钛合金加工是一种高级金属加工工艺，用于将钛合金材料加工成各种形状和尺寸的零件或产品。钛合金具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能，因此广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗器械等领域。本文将介绍钛合金加工的工艺流程、常见的加工方法和注意事项。 一、钛合金加工的工艺流程 1. 材料准备：选择合适的钛合金材料，包括纯钛和钛合金。钛合金的成分可以根据具体需求进行调整，以满足不同的性能要求。 2. 材料切割：将钛合金材料切割成所需的形状和尺寸。常用的切割方法包括锯切、激光切割和水刀切割等。 3. 热处理：对切割后的材料进行热处理，以提高材料的硬度和耐磨性。热处理过程包括加热、保温和冷却等步骤。 4. 成型加工：将热处理后的材料进行成型加工，包括冷冲压、热冲压、挤压和锻造等。这些工艺可以将钛合金材料加工成各种复杂的形状和结构。
5. CNC加工：采用计算机数控(CNC)加工技术对钛合金进行精密加工。这种加工方法可以实现高精度、高效率的加工，适用于制作钛合金零件的高要求。 6. 表面处理：对加工完成的钛合金零件进行表面处理，以提高其装饰性和耐腐蚀性。常用的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂和化学镀等。 7. 装配和检测：将加工和处理完毕的钛合金零件进行装配，并进行质量检测。这些检测方法包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。 二、常见的钛合金加工方法 1. 机械加工：包括车削、铣削、钻孔和车床加工等。这些方法适用于加工大尺寸和复杂形状的钛合金零件。 2. 焊接：钛合金的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。在焊接过程中，需要注意保护气氛和控制焊接温度，以确保焊接质量。 3. 粉末冶金：将钛合金粉末制成复杂形状的零件。这种方法可以实现高精度、高效率的生产，适用于批量生产钛合金零件。