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。
2）退火温度如果在700℃以上时，保温时间尽可能短些，但在一般情况下，
每mm 厚度不得少于3 分钟，对于所有工件来讲，不能小于15 分钟。
（三）真空退火
钛中的氢虽无强化作用，但危害性很大，能引起氢脆。氢在α-钛中的溶解
度很小，主要呈TiH2 化合物状态存在，而TiH2 只在300℃以下才稳定。如将α- 钛在真空中进行加热，就能将氢降低至0.1%以下。当钛中含氢量过多时需要除
氢，为了除氢或防止氧化，必须进行真空退火。真空退火的加热温度与保温时间，与再结晶退火基本相同。冷却方式为在炉中缓冷却到适当的温度，然后才能开炉，
真空度不能低于5×10-4mmHg。
二．TC4（Ti-6Al-4V）的热处理
在钛合金中，TC4 是应用比较广泛的一种钛合金，通常它是在退火状态下
使用。对TC4 可进行消除应力退火、再结晶退火和固溶时效处理，退火后的组织
是α和β两相共存，但β相含量较少，约占有10%。TC4 再结晶温度为750℃。再结晶退火温度一般选在再结晶温度以上80~100℃（但在实际应用中，可视具体情况而定，如表5-26），再结晶退火后TC4 的组织是等轴α相+β相，综合性
能良好。但对TC4 的退火处理只是一种相稳定化处理，为了充分民掘其优良性能的潜力，则应进行强化处理。TC4 合金的α+β/β相转变温度为980~990℃，固
溶处理温度一般选在α+β/β转变温度以下40~100℃（视具体情况而定，如表5-26 所示），因为在β相区固溶处理所得到的粗大魏氏体组织虽具有持久强度高和断裂韧性高的优点，但拉伸塑性和疲劳强度均很低，而在α+β相区固溶处理则无
此
缺点。
规范
类型
温度（℃）时间（min）冷却方式
消除应力退火550~650 30~240 空冷
再结晶退火750~800 60~120 空冷或随炉冷却至590℃后空冷
真空退火790~815
固溶处理850~950 30~60 水淬
时效处理480~560 4~8h 空冷
时效处理是将固溶处理后的TC4 加热到中等温度，保持一定时间，随后空冷。时效处理的目的是消除固溶处理所产生的对综合性能不利的α’相。固溶处理所产生的淬火马氏体α’，在时效过程中发生迅速分解（相变相当复杂），使强度升高，对此有两种看法：
1。认为由于α’分解出α+β，分解产物的弥散强化作用使TC4 强度升高。
2.认为在时效过程中，β相分解形成ω相，造成TC4 强化。
随着时效的进行，强度降低，对此现象也有两种不同的观点：
1．β相的聚集使强度降低（与上述1 对应）。
2．ω相的分解为一软化过程（与上述2 对应）。
时效温度和时间的选择要以获得最好的综合性能为准。在推荐的固溶及时效
范围内，最好通过时效硬化曲线来确定最佳工艺（如图5-28 所示。此曲线为TC4 经850℃固溶处理后，在不同温度下的时效硬化曲线）。低温时效（480-560℃）要比大于700℃的高温时效好。因为在高温时的拉伸强度、持久和蠕变强度、断裂韧性以及缺口拉伸性能等各方面，低温时效都比高温时效的好。
经固溶处理的TC4 综合性能比750-800℃退火处理后的综合性能要好。
需要指出的是，TC4 合金的加工态原始组织对热处理后的显微组织和力学性
能有较大的影响。对于高于相变温度，经过不同变形而形成的网兰状组织来说，是不能被热处理所改变，在750~800℃退火后，基本保持原来的组织状态；对于在相变温度以下进行加工而得到的α及β相组织，在750-800℃退火后，则能得
到等轴初生α相及转变的β相。前者的拉伸延性和断面收缩率都较后者低；但耐高温性能和断裂韧性、抗热盐应力腐蚀都较高。
四．Ti-32Mo-2.5Nb 的热处理
Ti-32Mo-2.5Nb 是稳定β型单相固溶合金，只需进行消除应力退火处理，
退火温度为750~800℃，保温一小时，冷却方式采用空冷、炉冷均可。
五．热处理中的几个问题
（一）污染问题
钛有极高的化学活性，几乎能与所有的元素作用。在室温下能与空气中的氧
起反应，生成一层极薄的氧化膜，氧化速率很小。但在高的温度下，除了氧化速率加快并向金属晶格内扩散外，钛还与空气中的氢、氮、碳等起激烈的反应，也
能与气体化合物CO、CO2、H2O、NH4 及许多挥发性有机物反应。热处理金属
元
素与工件表面的钛发生反应，使钛表面的化学成分发生变化，其中一些间隙元素还能透过金属点阵，形成间隙固溶体。况且除氢以外，其他元素与钛的反应是不可逆的。即使是氢，也不允许在最终热处理后，进行高温去除。间隙元素不仅影
响钛和钛合金的力学性能，而且还影响α+β/β转变温度和一些相变过程，因此，
对于间隙元素，尤其是气体杂质元素对钛和钛合金的污染问题，在热处理中必须引起重视。
（二）加热炉的选择
为在加热过程中防止污染，必须对不同要求的工件采取不同的措施。若在最
后经磨削或其他机械加工能将工件表面的污染层去除时，可在任何类型的加热炉中进行加热，炉内气氛呈中性或微氧化性。为防止吸氢，炉内应绝对避免呈还原性气氛。当工件的最后加工工序为热处理时，一定要采用真空炉（真空度要求在
1×10-4mmHg）或氩气气氛（氩气纯度在99.99%以上并且干燥）的加热炉中进
行
加热。热处理完毕后，必要时用30%的硝酸加3%的氢氟酸其余为水，在50℃温
度下对工件进行酸洗，或轻微磨削，以除去表面污染层。
（四）加热方法
在热处理进行以前，首先要对加热炉炉膛进行清理，炉内不应有其他金属或
氧化皮；对于工件，则要求表面没有油污、水和氧化皮。
用真空炉对钛工件进行加热是防止污染的一种有效方法，但由于目前条件所限，许多工厂还是采用一般加热炉。在一般加热炉中加热，根据需求的不同采用不同的措施防止污染，比如：
1．根据工件的大小，可装在封闭的低碳钢容器中，抽真空后进行加热。若无真
空泵可通入惰性气体（氩气或氦气）进行保护，保护气体要多次反复通入、
排出，把空气完全排净。
2．使用涂层也是热处理中保护钛免遭污染的措施之一，在国外已取得一定的经
验。国内一些工厂也在采用高温漆和玻璃涂料作涂层。有人认为，目前对钛
所用的各种保护涂层，只能减少污染的深度，并不能完全免除污染。对每种
热处理，必须考虑允许的污染深度，选择合适有效的涂层，其中也包括热处
理后的剥离。
3．若用火焰加热，在加热过程中切忌火焰直接喷射在钛工件上，煤气火焰是钛
吸氢的主要根源之一。而用燃油加热，如若不慎将会引起钛工件过分氧化或
增碳。
（五）冷却
钛和钛合金热处理的冷却方式主要是空冷或炉冷，也有采用油冷或风扇冷却的。淬火介质可用低粘度油或含3%NaOH 的水溶液，但通常使用最广泛的淬火
介质是水。
只要能满足钛和钛合金对冷却速度的要求。一般钢的热处理所采用的冷却装
置对钛都适用。__
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。等温处理时间和温度根据合金的成分和要求而定。等温处理可以使钛合金的性能得到进一步优化，提高其综合性能。 总结起来，钛合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理、淬火处理、回火处理和等温处理。通过这些热处理工艺的组合应用，可以调整钛合金的结构和性能，使其在不同工程领域中发挥出最佳的性能。这些热处理工艺的选择和参数设置需要根据具体的合金成分、应用要求和工艺条件进行合理设计，以达到最佳的效果。
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
热处理工艺对钛合金材料的力学性能和耐热性的改善 钛合金是一种重要的结构材料，在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域得到广泛应用。然而，钛合金在工程应用中经常需要具备较高的力学性能和耐热性，这就需要通过热处理工艺对钛合金材料进行改善。 热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和等温处理等。其中，固溶处理是将钛合金材料加热至固溶温度，保持一定时间后迅速冷却。通过固溶处理可以促进钛合金中的析出相的溶解并加入固溶元素，从而提高材料的强度和硬度。此外，固溶处理还能使晶界弥散相细化，提高材料的韧性。固溶处理是提高钛合金强度和硬度的常用工艺，可以增强材料的抗拉强度、屈服强度和硬度。然而，固溶处理对钛合金的耐热性改善效果较差。 为了提高钛合金的耐热性，可以采用时效处理工艺。时效处理是在固溶处理后将钛合金材料再加热到一定温度并保温一定时间后再迅速冷却。时效处理能够使钛合金中的析出相细化、弥散，形成更为稳定的晶间相，从而提高材料的抗氧化性和耐热性。此外，时效处理也能减少钛合金中的残余应力，提高材料的疲劳寿命。通过时效处理，可以使钛合金的耐热性得到显著改善，提高材料的工作温度。 除了固溶处理和时效处理，等温处理也是一种常用的热处理工艺。等温处理是将钛合金材料加热到等温温度，在此温度下保温一定时间后再迅速冷却。等温处理主要用于细化和稳定钛合金材料的晶间相以及减少材料中的析出相。通过等温处理，可以使钛合金的晶粒细化、弥散相均匀分布，提高材料的耐热性
和力学性能。 综上所述，热处理工艺对钛合金材料的力学性能和耐热性有着显著的改善作用。固溶处理能够提高钛合金的强度、硬度和韧性；时效处理能够提高钛合金的耐热性和抗氧化性，并减少残余应力；等温处理能够细化钛合金的晶粒、稳定晶间相，并提高材料的耐热性和力学性能。因此，在钛合金工程应用中，合理选择和应用适当的热处理工艺，可以有效改善钛合金材料的力学性能和耐热性，提高材料的综合性能和工作温度范围，进一步拓展钛合金的应用领域。钛合金是一种广泛应用于航空、航天、船舶制造和汽车工业等领域的结构材料。它具有较高的强度、低的密度和优良的耐蚀性，被广泛应用于各种载荷要求高、重量要求轻的工程结构中。然而，为了满足不同工程要求，提高钛合金材料的力学性能和耐热性，热处理工艺成为了关键的工艺手段。 热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和等温处理。固溶处理是将钛合金材料加热至固溶温度，保持一定时间后迅速冷却。固溶处理可以使合金中的固溶元素溶解，加快析出相的弥散和细化，并提高晶界的稳定性和强度。此外，在固溶处理中由于材料的快速冷却，晶体之间的固溶元素会生成过饱和，形成固溶和固溶化合物之间的一种强烈的固态结合，这种固态结合能够使力学性能和耐热性得到显著改善。固溶处理不仅能显著提高材料的强度和硬度，还能提高材料的韧性，从而增加材料的抗拉强度、屈服强度和硬度。 时效处理是在固溶处理后将钛合金材料再加热到一定温度，并
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
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。
《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
钛合金的热处理基本原理 钛合金的热处理基本 引言 钛合金是一种重要的结构材料，具有广泛的应用领域。然而，由 于其特殊的化学成分和晶体结构，钛合金的热处理相对复杂。在本文中，我们将从浅入深地介绍钛合金的热处理基本原理。 1. 钛合金的结构与特点 钛合金由钛和其他合金元素组成，具有较高的强度、优良的耐腐 蚀性和低的密度。然而，钛合金的晶体结构也使其具有一些局限性， 例如易形成过热α相和热稳定β相的共存状态。 2. 热处理的基本概念 热处理是通过加热和冷却来改变材料的结构和性能的方法。对钛 合金进行热处理可以改变其晶粒尺寸、相组成和晶体方向性，从而调 控其力学性能和耐腐蚀性。 3. 热处理的常见方法 钛合金的热处理常见方法包括退火、时效、固溶处理和淬火等。 这些方法可以单独应用，也可以组合使用，以便达到最佳的材料性能。•退火
退火是将钛合金加热至适当温度并经过一段时间保温后缓慢冷却的过程。退火可以消除内部应力、改善材料的塑性和韧性，并提高晶体的等轴性。 •时效 时效是在退火完成后，将钛合金再次加热至一定温度下保温一段时间，然后冷却的过程。时效能够使钛合金中的析出相达到最优化的状态，进一步提高材料的强度和韧性。 •固溶处理 固溶处理是将钛合金加热至固溶温度，并迅速冷却以保持固溶状态。固溶处理可以改善合金的可加工性，但会降低强度和耐蚀性。•淬火 淬火是将钛合金迅速冷却至室温，以形成固溶相。淬火可以使合金获得最高的强度和硬度，但可能导致脆性增加。 4. 热处理过程中的微观变化 在钛合金的热处理过程中，晶体结构和相组成会发生微观变化。热处理可以引起晶粒长大或细化、相转变或析出反应。这些变化对材料的性能具有重要影响。
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。
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。 2）退火温度如果在700℃以上时，保温时间尽可能短些，但在一般情况下，
钛合金的相变及热处理 The document was prepared on January 2, 2021
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。