tc21钛合金热处理工艺
TC21钛合金热处理工艺是指对TC21钛合金材料进行加热处理以改变其组织结构和性能
的工艺方法。常见的TC21钛合金热处理工艺有时效处理、固溶处理和退火处理。
1. 时效处理：将TC21钛合金材料加热到特定温度，然后经过一定时间的保温，使其产生固溶
析出反应，获得细小均匀的析出相，提高材料的强度和硬度。时效处理一般包括两个阶段：固
溶化和时效。固溶化温度通常为900-950℃，保温时间为1-4小时；时效温度通常为600-650℃，保温时间为4-8小时。
2. 固溶处理：将TC21钛合金材料加热到固溶温度，使其固溶相溶解，然后迅速冷却，使其固
溶相在材料中均匀分布。固溶处理可以提高材料的塑性和韧性，适用于对材料进行形变加工后
的回火处理。
3. 退火处理：将形变后的TC21钛合金材料加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却
至室温。退火处理可以消除应力、改善材料的塑性和韧性，并还原材料的组织结构和性能。
通过不同的热处理工艺，可以使TC21钛合金材料获得不同的力学性能和组织结构，以满足具
体的工程要求。在具体应用中，需要根据材料的具体情况和使用要求选择合适的热处理工艺。
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。
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。
钛合金热处理综述 姓名学号
目录 引言................................................................. 一、钛合金在航空航天的应用........................................ 二、钛合金综述.................................................... 1.钛合金的分类及特点............................................ A.分类...................................................... B.各类钛合金的特点.......................................... 2.合金元素...................................................... A.合金元素分类.............................................. B.合金元素作用.............................................. 3.钛的相变...................................................... A.同素异构转变.............................................. B.β相转变.................................................. C.时效过程中亚稳定相的分解.................................. D.钛合金二元相图............................................ 三、热处理引言.................................................... 四、热处理基本原理................................................ 4.退火.......................................................... A.回复...................................................... B.再结晶.................................................... C.去应力退火................................................ D.简单退火.................................................. E.完全退火.................................................. F.等温退火和双重退火........................................ G.真空退火.................................................. 5.固溶与时效处理（强化热处理）.................................. A.固溶处理.................................................. B.时效处理.................................................. C.固溶-时效处理............................................. 6.形变热处理（热机械处理）...................................... 7.化学热处理.................................................... 五、热处理缺陷和防治.............................................. 六、钛合金组织与性能.............................................. 1.钛合金相组成.................................................. 2.钛合金组织类型................................................ A.魏氏体组织................................................ B.网篮组织.................................................. C.等轴组织.................................................. D.双态组织.................................................. 3.钛合金的热处理与组织、性能的关系.............................. A.常规拉伸性能.............................................. B.疲劳性能.................................................. C.断裂韧性..................................................
钛合金螺栓热处理工艺设计 一、前言 钛合金是一种重要的工程材料，具有高强度、低密度、优异的耐腐蚀性和高温稳定性等优点，因此广泛应用于航空、航天、汽车等领域。而钛合金螺栓是机械连接中常用的零件之一，其强度和可靠性对于整个机械系统的安全运行至关重要。本文旨在介绍钛合金螺栓热处理工艺设计。 二、材料选择 在选择钛合金材料时，应考虑其化学成分、热处理状态和力学性能等因素。常见的钛合金材料有Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。其中，Ti-6Al-4V是最常用的一种钛合金材料，具有较高的强度和耐腐蚀性能。 三、热处理工艺 1. 固溶处理 固溶处理是将钛合金在高温下加热至固溶状态后迅速冷却的过程。其
目的是消除材料内部缺陷和残余应力，并使晶粒尺寸得到调整，从而提高材料的塑性和韧性。固溶处理温度一般在980℃左右，保温时间为1-2小时。 2. 水淬 水淬是将固溶处理后的钛合金材料迅速浸入冷却水中进行快速冷却的过程。其目的是使材料获得高强度和硬度，并且消除固溶处理过程中产生的残余应力。水淬时应注意控制水温和水流速度，避免产生不均匀冷却和变形。 3. 时效处理 时效处理是将经过固溶处理和水淬后的钛合金材料在较低温度下加热保温一定时间后再进行冷却的过程。其目的是使材料获得更高的强度和耐腐蚀性能。时效处理温度一般在500-550℃之间，保温时间为4-8小时。 四、工艺控制 1. 温度控制 热处理时应注意控制加热、保温和冷却过程中的温度，确保达到所需
的热处理效果。加热速率应适宜，避免产生大范围内的热应力和变形。 2. 时间控制 热处理的时间是影响材料性能的重要因素之一。加热和保温时间应根 据材料的性质和要求进行合理的选择，保证热处理效果。 3. 冷却控制 冷却速率对于钛合金材料的性能也有很大影响。快速冷却可以提高强 度和硬度，但容易产生变形和裂纹；缓慢冷却可以减少变形和裂纹， 但降低了强度和硬度。因此，应根据具体情况选择适当的冷却方式。 五、检验方法 检验钛合金螺栓的性能需要使用一系列测试方法，包括拉伸试验、硬 度测试、金相组织分析等。拉伸试验是评价材料强度和韧性的主要方法，其结果可用于判断材料是否符合标准；硬度测试则是评价材料硬 度和耐磨性能的方法；金相组织分析则可用于观察材料内部晶粒尺寸、晶界等微观结构特征。 六、结论
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。
《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
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。
金属热处理原理与工艺 金属热处理是指对金属材料进行加热处理来改变其组织结构和性质的一种方法。这种 方法可以通过控制加热温度和保温时间等参数来实现不同的处理效果。金属热处理可以改 善金属的硬度、强度、韧性、延展性、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而满足不同的工业应 用需求。 金属热处理的原理 金属热处理的原理基于金属的组织结构和性质随温度的变化而变化。当金属材料受到 热加工时，温度升高会导致金属晶粒的尺寸增加，晶粒之间的间距变大，这使得金属的塑 性和韧性增加。而当金属材料受到冷加工时（如锻造、轧制），由于冷加工过程中金属材 料处于冷却状态，因此晶粒不会发生明显的变形，而是保持原来的晶粒组织。这种组织结 构会使金属变得更加硬而脆，但相应的韧性和延展性会降低。 金属热处理的工艺 金属热处理的工艺包括加热、保温和冷却等步骤。根据不同的处理效果，这些步骤的 温度和时间可以做出相应的调整。以下是几种常见的金属热处理方法： 1. 灭火处理：灭火处理是指将金属加热至高温后迅速冷却至室温的处理过程。这种 处理可以改变金属的组织结构，从而提高其硬度和强度。灭火处理通常适用于需要较高硬 度和强度的金属制品。 2. 固溶处理：固溶处理是指将金属加热至一定温度后进行保温，使固态的金属中的 固溶体中的扰动原子可以逸出到基体里。这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其 韧性和延展性。固溶处理通常适用于需要具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属制品。 3. 时效处理：时效处理是指将金属加热至一定温度进行保温，然后迅速冷却后再进 行再加热保温的过程。这种处理可以使金属的晶粒长大并沉淀出一些固相化合物，从而提 高金属的强度和硬度。时效处理通常适用于需要高强度和高韧性的金属制品。 4. 钝化处理：钝化处理是指将金属制品加热至一定温度后，在空气或氧化性环境中，使其表面形成一层韧性较强的氧化皮。这种处理可以使金属制品具有较好的耐腐蚀性。 金属热处理是一种重要的金属加工工艺，可以通过控制加热温度、保温时间和冷却速 率等参数来实现不同的处理效果，以满足不同的工业应用需求。 除了上述几种常见的金属热处理方法，还有一些其他的方法也被广泛应用于不同的金 属制品中。以下是其中一些方法：
第4章钛合金的相变及热处理 可以利用钛合金相变诱发的超塑性进行钛合金的固态焊接,接头强度接近基体强度; 同素异晶转变 1.高纯钛的β相变点为℃,对成分十分敏感;在℃发生同素异晶转变：α密排六方→β体心立方,α相与β相完全符合布拉格的取向关系; 2.扫描电镜的取向成像附件技术Orientation-Imaging Microscopy , OIM 3.α/β界面相是一种真实存在的相,不稳定,在受热情况下发生明显变化,严重影响合金的力学性能; 4.纯钛的β→α转变的过程容易进行,相变是以扩散方式完成的,相变阻力和所需要的过冷度均很小;冷却速度大于每秒200℃时,以无扩散发生马氏体转变,试样表面出现浮凸,显微组织中出现针状α′;转变温度会随所含合金元素的性质和数量的不同而不同; 5.钛和钛合金的同素异晶转变具有下列特点： （1）新相和母相存在严格的取向关系 （2）由于β相中原子扩散系数大,钛合金的加热温度超过相变点后,β相长大倾向特别大,极易形成粗大晶粒; （3）钛及钛合金在β相区加热造成的粗大晶粒,不像铁那样,利用同素异晶转变进行重结晶使晶粒细化;钛及钛合金只有经过适当的形变再结晶消除粗晶组织; β相在冷却时的转变 冷却速度在410℃/s以上时,只发生马氏体转变；冷速在410～20℃/s时,发生块状转变；冷却继续降低,将以扩散型转变为主; 1.β相在快冷过程中的转变 钛合金自高温快速冷却时,视合金成分不同,β相可以转变成马氏体α′或α"、ω或过冷β等亚稳定相; （1）马氏体相变 ①在快速冷却过程中,由于β相析出α相的过程来不及进行,但是β相的晶体结构,不易为冷却所抑制,仍然发生了改变;这种原始β相的成分未发生变化,但晶体结构发生了变化的过饱和固溶体是马氏体; ②如果合金的溶度高,马氏体转变点M S降低至室温一下,β相将被冻结到室温,这种β相称过冷β相或残留β相; ③若β相稳定元素含量少,转变阻力小,β相由体心立方晶格直接转变为密排六方晶格,这种具有六方晶格的过饱和固溶体称六方马氏体,以α′表示; ④若β相稳定元素含量高,晶格转变阻力大,不能直接转变为六方晶格,只能转变为斜方晶格,这种具有斜方晶格的马氏体称斜方马氏体,以α′′表示; ⑤马氏体相变是一个切变相变,在转变时,β相中的原子作集体的、有规律的进程迁移,迁移距离较大时形成六方α′相,迁移距离较小时形成斜方α′′相; ⑥马氏体相变开始温度M S ；马氏体相变终了温度M f ; ⑦钛合金中加入Al、Sn、Zr将扩大α相区,使β相变点升高；V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu、Si将缩小α相区扩大β相区,使β相变点降低; ⑧β相中原子扩散系数很大,钛合金的加热温度一旦超过β相变点,β相将快速长大成粗晶组织,即β脆性,故钛合金淬火的加热温度一般均低于其β相变点; ⑨β相稳定元素含量越高,相变过程中晶格改组的阻力就越大,因而转变所需的过冷度越大,M S 、M f越低;
钛及钛合金的热处理及耐蚀性表面处理 1 有关热处理的标准与热处理炉 钛及钛合金的热处理条件虽然在JIS或ASTM中都没有标准化，但在美国军用标准（MIL—H81200）中有详细的规定，下表列出了根据该标准整理的纯钛和钛合金的热处理 *ELI表示氧、氮等间隙元素特别低的材料 在MIL标准中还规定了热处理炉的炉膛温度分布均匀性，要求退火或固溶处理时不超过±14℃，时效处理时不超过±8.3℃，针对这些要求希望采用具有（1）可控硅控制的电源；（2）升温、保温、冷却的程序控制机构；（3）用风扇搅拌炉内空气等功能的电炉。在使用燃烧炉的时候，必须注意（1）为了防止吸氢，保持微氧化性气氛；（2）被处理材料装入马弗缸内，不要直接接触火焰。 2 退火 一般地说，金属的退火是使其内部应变消除、加工组织产生恢复与再结晶的热处理。钛及钛合金的热处理是为了组织稳定化、稳定制品尺寸、提高可切削性以及改善力学性能而实施的。 α合金的退火是在α相区加热，使平衡状态的α相充分地恢复与再结晶，然后再冷却
到室温。冷却速度引起的组织变化很小，快冷或缓冷均可。 α—β合金的退火是在两项区进行。β合金则是在高于β相变点的温度下退火处理。Ti-6Al-4V是采取在两相区加热后空冷进行退火的，以便在常温下得到稳定的β相和α相混合组织。MIL标准规定的退火工艺为690～871℃下加热并保温，然后空冷。β合金的退火与固溶处理相同。 3 固溶处理 所谓固溶处理，就是使所有合金元素溶入基体相中形成均匀的固溶体后快冷到室温，将高温下的组织状态保持下来，获得过饱和固溶体的热处理操作。由于过饱和固溶体是不稳定的，若在某一温度下重新加热，溶入的元素或者以化合物形态析出或者形成平衡的稳定相，从而达到稳定的状态。 α—β合金的固溶处理是在β相变点以下的两相区加热，类似于铁素体＋奥氏体两相不锈钢的固溶处理。加热到固溶温度后溶入该温度下处于平衡状态的α和β相中的合金元素是不同的，各自的成分也完全不同于合金的平均组成。 α—β合金的固溶处理温度通常选在相变点以下约40℃，其理由是该条件下残留的若干初生α相有益于延性的改善。MIL—H81200中规定的Ti-6Al-4V的固溶处理条件为900～970℃温度范围内加热并冷却。含β稳定元素比Ti-6Al-4V多的Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo的β相变点在955℃左右，其固溶处理采用871℃左右加热然后水冷。为了同时提高该合金的强度和韧性，也有施行二次固溶处理的（一次固溶温度为927℃，二次固溶温度为843℃）。 β合金的固溶处理是在与退火相同的温度下进行。这类合金的固溶处理温度在β相变点以上，必须注意防止β晶粒粗大化的问题。 4 时效处理 合金的时效是使保留到常温的过饱和固溶体在温度和时间的共同作用下将过饱和的元素排出来而向平衡状态转移的过程。 在α—β与β合金固溶后的时效过程中，从亚稳定（非平衡）的β相内析出细小的α相，达到强化的目的。时效析出相除了α与ω相以外还有化合物，如α合金中的Ti3Al、β合金中的TiCr2等金属间化合物。 要注意时效处理中ω相的生成。ω相是亚稳定β相在400℃左右加热向α相转变时形成的亚稳定过渡相，ω相引起材料硬而脆。 5热处理气氛及其反应 钛是化学活性金属，与氧、氮、氢等有很强的亲和力，热处理中容易与这些元素发生反应。与氧的反应形成氧化鳞皮，氧化皮的颜色在450℃左右为桔黄色、超过450℃变成蓝色，600℃以上呈黄白色。 氧在钛中的固溶度很大，氧能通过氧化皮向基体中扩散，形成富氧层，称为α化层。由于α化层硬而脆，热处理后必须除去。热处理后的除鳞方法按ASTM B 600的规定，可先用喷丸或喷沙除鳞，然后酸洗除去α化层。 另外，钛容易吸氢。吸氢的原因是酸洗和热处理过程中加热气氛里存在游离氢或者与
钛的热处理方法 一.钛的基本热处理: 工业纯钛是单相α型组织，虽然在890℃以上有α-β的多型体转变，但由于相变特点决定了它的强化效应比较弱，所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的机械强度。工业纯钛唯一的热处理就是退火。它的主要退火方法有三种：1再结晶退火2消应力退火3真空退火。前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应，以恢复塑性和成型能力。 工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大。图2-26所示为经不同冷加工后，TA2屈服强度的升高，因此在钛材生产过程中，经冷、热加工后，为了恢复塑性，得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能，应进行再结晶退火。工业纯钛的再结晶温度为550-650℃，因此再结晶退火温度应高于再结晶温度，但低于α-β相的转变温度。在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能（因高于700℃的退火将引起晶粒粗大，导致机械性能下降）。退火材料的冷加工硬化一般经10-20分钟退火就能消除。这种热处理一般在钛材生产单位进行。为了减少高温热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气，目前一般钛材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理。 为了消除钛材在加工过程（如焊接、爆炸复合、制造过程中的轻度冷变形）中的残余应力，应进行消应力热处理。 消应力退火一般不需要在真空或氩气气氛中进行，只要保持炉内气氛为微氧化性即可。 二.钛及钛合金的热处理: 为了便于进行机械工业加并得到具有一定性能的钛和钛合金，以满足各种产品对材料性能的要求，需要对钛及钛合金进行热处理。 1．工业纯钛（TA1、TA2、TA3）的热处理 α-钛合金从高温冷却到室温时，金相组织几乎全是α相，不能起强化作用，因此，目前对α-钛只需要进行消应力退火、再结晶退火和真空退火处理。前两种是在微氧化炉中进行，而后者则应在真空炉中进行。 （一）消应力退火 为了消除钛和钛合金在熔铸、冷加工、机械加工及焊接等工艺过程中所产生的内应力，以便于以后加工，并避免在使用过程中由于内应力存在而引起开裂破坏，对α-钛应进行消除应力退火处理。消除应力退火温度不能过高、过低，因为过高引起晶粒粗化，产生不必要的相变而影响机械性能，过低又会使应力得不到消除，所以，一般是选在再结晶温度以下。对于工业纯钛来说，消除应力退火的加热温度为500-600℃。加热时间应根据工件的厚度及保温时间来确定。为了提高经济效果并防止不必要的氧化，应选择能消除大部分内应力的最短时间。工业纯钛消除应力退火的保温时间为15-60分钟，冷却方式一般采用空冷。 （二）再结晶退火（完全退火） α-钛大部分在退火状态下使用，退火可降低强度、提高塑性，得到较好的综合性能。为了尽可能减少在热处理过程中气体对钛材表面污染，热处理温度尽可能选得低些。工业纯钛的退火温度高于再结晶温度，但低于α向β相转变的温度120-200℃，这时所得到的是细晶粒组织。加热时间视工件厚度而定，冷却方式一般采用空冷。对于工业纯钛来说，再结晶退火的加热温度为680-700℃，保温时间为30-120分钟。规范的选取要根据实际情况来定，通常加热温度高时，保温时间要短些。 需要指出的是，退火温度高于700℃时，而且保温时间长时，将引起晶粒粗化，导致机械性能下降，同时，晶粒一旦粗化，用现有的任何热处理方法都难以使之细化。为了避免晶粒粗化，可采取下列两种措施： 1）尽可能将退火温度选在700℃以下。
tc21钛合金的变形温度范围 TC21钛合金是一种常见的钛合金材料，其变形温度范围主要取决于合金化元素的含量，主要包括α相和β相两种晶体结构。 首先，钛合金的变形温度范围与其晶体结构有关。在室温下，TC21钛合金主要以α相存在，具有良好的可锻性和可塑性。随着温度的升高，TC21钛合金会逐渐转变为β相，其变形温度范围通常在550到950之间。在变形温度范围内，TC21钛合金的力学性能和加工性能较好，可以进行各种热加工和塑性变形。 其次，合金中其他元素的含量也会对变形温度范围产生影响。TC21合金中主要合金元素为铝和钒，其中铝能够使合金的变形温度增加，钒则会使合金的变形温度降低。因此，TC21合金的具体变形温度范围需要根据具体的合金成分进行确定。 此外，热处理工艺也会对TC21钛合金的变形温度范围产生影响。通过适当的热处理可以改变合金中相的比例和组织结构，从而影响合金的变形温度范围。一般来说，通过固溶处理（即加热至β区域，然后迅速冷却）可以降低合金的变形温度，而通过时效处理（即将固溶处理后的合金在较低的温度下保持一定时间）可以提高合金的变形温度。 最后，TC21钛合金的具体应用领域也会对其变形温度范围产生影响。由于TC21钛合金具有较好的高温强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、船舶制造、汽
车制造和石油化工等领域。在这些领域中，需要对钛合金进行高温加工和应用，因此对于TC21钛合金的变形温度范围有着更高的要求。 综上所述，TC21钛合金的变形温度范围主要取决于合金化元素的含量、热处理工艺以及应用领域的要求。在实际应用中，需要根据具体要求进行合金设计和加工控制，以确保TC21钛合金在合适的温度范围内具有良好的加工性能和力学性能。
tc21钛合金热轧态组织 随着科技的不断发展，材料学领域也不断涌现出新的材料，其中一种备受瞩目的材料便是钛合金。而其中最为重要的一种即为TC21钛合金，它在热轧态组织方面具有独特的性质和优势。 TC21钛合金是一种近净成形的热轧态钛合金材料，它由钛、铝、锡和硼等元素组成。这种合金不仅具备了优异的机械性能，还具有良好的耐腐蚀性能和低重量的特点，成为众多工业领域中所青睐的材料之一。 首先，TC21钛合金在热轧态组织方面具有独特之处。经过热轧工艺加工后，它呈现出细小的晶界和均匀的显微组织，使得其具有更高的强度和更好的塑性。这一特点不仅使得TC21钛合金具备了优异的抗拉强度和屈服强度，还使得其在高温环境下依然能够保持稳定的力学性能。 其次，TC21钛合金的耐腐蚀性能值得称道。钛合金本身就具有良好的耐腐蚀性能，而TC21钛合金则在此基础上进一步提升。其中，铝元素的添加不仅能够增强合金的强度，还能够形成铝氧化物层，有效阻止氧、水和其他腐蚀介质的进一步侵蚀。这种耐腐蚀能力使得TC21钛合金成为海洋工程、航空航天等领域的首选材料。 此外，TC21钛合金的低重量特性也使得它在许多工业领域中发挥着重要作用。以航空航天行业为例，TC21钛合金的低密度能够有效降
低飞机的重量，提高燃油效率和航程。同时，其优良的机械性能又能 够确保飞机组件在高速、高温等极端环境下的正常运转。 综上所述，TC21钛合金作为一种热轧态材料，具有独特而优越的 性能。其细小的晶界和均匀的显微组织赋予了它优异的力学性能，而 铝元素的添加则提升了其耐腐蚀性能，并使其重量得到有效控制。因此，TC21钛合金不仅在航空航天、海洋工程等重要领域有着广泛应用，也为其他工业领域提供了新的材料选择。相信随着科技的不断进步， TC21钛合金必将在未来发挥更加重要的作用，推动着各行业的发展。
前言TC21为高强高韧钛合金,名义成分为Ti-6Al-2Zr-2Sn-2Mo-1.5Cr-2Nb,是目前我国高强高韧钛合金综合力学性能匹配较好的钛合金之一,可用于航空飞机的机翼接头结构件、机身与起落架连接框、吊挂发动机接头等部位,以及对强度及耐久性要求高的重要或关 键承力部件的制作。 利用光学金相及X射线衍射,研究了TC21-0.28%H(质量分数,下同)钛合金的 组织结构,通过热模拟压缩实验,研究了TC21-0.28%H钛合金在800~920℃温度范围和0.01~1s-1应变速率范围的高温变形行为,建立了钛合金高温变形本构方程。结果显示,与TC21钛合金相比, TC21-0.28%H钛合金β相比例显著增加,并且有新相马氏体α″与氢化物δ生成,TC21-0.28%H 钛合金在α+β相区与β相区的变形激活能分别为233kJ/mol与153kJ/mol,软化机制为动态回复,与TC21钛合金相 比,TC21-0.28%H钛合金变形激活能降低,热加工性能得到改善钛合金氢处理是利用氢的可逆合金化作用,通过合理控制合金中的氢含量及其存在状态,在不改变材料整体状态的前提下,形成有利于改善加工性能的组织结构,改善钛合金加工性能的一项新技术,近些年,受到国内外学者的广泛关注,在置氢组织转变、置氢塑性加工、切削加工、连接加工以及 采用激光快速成形技术制备出TC21钛合金块状坯料,研究了去应力退火及固 溶时效热处理对成形件组织和硬度的影响。结果表明:去应力退火后,成形件组织和显微硬度基本无变化;固溶+时效热处理后,原沉积态明暗两区统一,硬度基本无差别,表明组织已均匀化。随着固溶温度的升高,网篮组织中的α片变宽,球状α相的数量增多,晶界α相发生粗化。当固溶温度为932℃时,成形件沉积态中粗大的柱状 晶发生再结晶,转变为较细小的等轴晶。 综述了高强高韧损伤容限型钛合金TC21的热加工行为研究进展。重点介绍了热加工及热处理工艺参数对TC21钛合金的相组成、显微组织与力学性能、损伤容
钛的工艺流程 钛是一种具有高强度、低密度且耐腐蚀性能出色的金属材料，广泛应用于航空、航天、化工、医疗器械等领域。下面将为大家介绍一下钛的工艺流程。 一、原料准备：钛的原料主要有钛铁矿石和钛化钯。首先需要将矿石进行破碎、粉碎和筛分，得到粒径均匀的矿石粉末。然后将矿石粉末与钛化钯按一定比例混合，形成钛合金原料。 二、热处理：将钛合金原料放入高温炉中，进行熔炼和热处理。这一步主要是使钛合金原料充分熔化，消除杂质，提高材料的纯度和均匀度。在熔炼过程中，需要控制炉内的温度和氧气含量，确保钛合金的化学成分符合要求。 三、锻造：将经过热处理的钛合金块放入锻造机中，进行锻造加工。锻造是通过对钛合金块进行加热和压制，使其发生塑性变形，改变其形状和内部结构。锻造过程中需要控制温度、压力和变形速率，以确保得到高质量的钛合金坯料。 四、加工：经过锻造后的钛合金坯料需要进行进一步的加工，包括切割、铣削、钻孔等工艺。这些加工过程主要是将钛合金坯料加工成所需的形状和尺寸，以便后续的使用。 五、表面处理：为了提高钛的表面质量和耐腐蚀性能，常常需要进行表面处理。常见的表面处理方法有阳极氧化、电镀和喷涂等。阳极氧化是将钛制品浸入硫酸等电解液中，通过电解反应形成一层氧化膜，提高钛制品的耐腐蚀性能和表面光泽。
六、检验和质量控制：在钛的加工过程中，需要进行一系列的检验和质量控制，以保证产品的质量符合要求。常见的检验项目包括化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析等。只有通过了这些检验，才能够保证钛制品的质量和使用性能。 七、产品包装和出厂：经过检验合格的钛制品进行清洁、防锈处理后，进行产品包装，以便运输和存储。常见的包装方法有木箱、纸箱、铁桶等。然后，钛制品出厂，可以交付给客户使用。 综上所述，钛的工艺流程主要包括原料准备、热处理、锻造、加工、表面处理、检验和质量控制、产品包装和出厂等环节。每个环节都需要严格控制工艺参数和质量标准，以确保最终产品的质量符合要求。钛作为一种重要的工程材料，其工艺流程对于保证钛制品的质量和性能至关重要。
tc21钛合金的损伤演化参数 【最新版】 目录 一、TC21 钛合金简介 二、TC21 钛合金的损伤容限性能 三、TC21 钛合金β锻造组织的损伤容限性能分析 四、热变形工艺对 TC21 钛合金微观组织的影响 五、结论 正文 一、TC21 钛合金简介 TC21 钛合金是一种高强、高韧、损伤容限型两相新型钛合金，具有 优异的损伤容限性能。在我国，TC21 钛合金已被广泛应用于航空航天、 国防制造等领域，其热变形是主要的加工方式之一。 二、TC21 钛合金的损伤容限性能 TC21 钛合金的损伤容限性能主要表现在其良好的韧性和强度，这使 得该合金在受到外力作用时，能够吸收较大的能量并产生一定的塑性变形，而不会导致裂纹等损伤。这种性能对于航空航天等高强度应用领域非常重要。 三、TC21 钛合金β锻造组织的损伤容限性能分析 TC21 钛合金的微观组织由两相组成，即α相和β相。其中，β相具 有较高的强度和韧性，对于 TC21 钛合金的损伤容限性能起着关键作用。通过对 TC21 钛合金β锻造组织的损伤容限性能进行分析，可以发现其具有较高的损伤容限性能，可以有效提高合金的抗损伤能力。 四、热变形工艺对 TC21 钛合金微观组织的影响
热变形工艺是 TC21 钛合金主要的加工方式之一，其工艺参数对合金的微观组织形态和性能有着重要影响。不同的热变形工艺参数会导致得到不同形态的微观组织，其相应的机械性能也随之变化。因此，研究热变形工艺对 TC21 钛合金微观组织的影响，有助于优化合金的加工工艺，提高其性能。 五、结论 TC21 钛合金是一种具有高强、高韧、损伤容限型两相新型钛合金，其优异的损伤容限性能使其在航空航天等高强度应用领域具有广泛的应用前景。
双重退火制度对TC21钛合金断裂韧性的影响 史春玲;王浩军;石晓辉;曾卫东 【摘要】利用光学显微镜和扫描电镜等手段研究了双重退火工艺对TC21钛合金断裂韧性的影响.结果表明:不同退火制度下TC21钛合金试样断裂韧性均在100 MPa· m1/2以上；第一次退火温度相同的条件下,随着第二次退火温度的升 高,TC21钛合金断裂韧性都略有升高,而在第二次退火温度相同的条件下,第一次退火温度对TC21钛合金断裂韧性影响较小；经950℃× 2h/AC+ 590℃×4 h/AC 双重热处理的TC21钛合金具有较崎岖的裂纹扩展路径和较好的塑性,故其断裂韧性最高,可达109.7 MPa·m1/2.%In this paper, the effect of duplex annealing process on fracture toughness of TC21 alloy has been researched by means of optical microscope and scanning electron microscope. The results show that the fracture toughness of specimens under these four duplex annealing processes are all above 100 MPa -m172. The fracture toughness of specimens under the second annealing temperature of 590 °C are slightly higher than that of specimens under second an nealing temperature of 500 ℃ at a given first annealing temperature, but the fracture toughness of specimens at a given second annealing temperature don' t change obviously under different first annealing temperatures. The specimens under duplex annealing process 950 ℃ × 2 h / AC + 590 ℃ × 4 h/AC can get highest average fracture toughness which can reach 109. 7 MPa ·m1/2 due to more complicated crack propagation path and better plasticity of specimens under this process.