|
|
2#
發(fā)表于 2012-7-31 11:40:52
|
只看該作者
鈦的熱處理方法
$ Q& s. p1 \5 c) n8 I一.鈦的基本熱處理:
+ M: F$ f* O, m c* h工業(yè)純鈦是單相α 型組織，雖然在890℃以上有α-β 的多型體轉(zhuǎn)變，但由于3 b: q$ K6 d6 u1 S/ n
相變特點(diǎn)決定了它的強(qiáng)化效應(yīng)比較弱，所以不能用調(diào)質(zhì)等熱處理提高工業(yè)純鈦的0 t4 f) ^* `7 Z5 y7 Q9 j/ z o
機(jī)械強(qiáng)度。工業(yè)純鈦唯一的熱處理就是退火。它的主要退火方法有三種：1 再結(jié)
# t5 i" ^( T% ~5 H1 I晶退火 2 消應(yīng)力退火 3 真空退火。前兩種的目的都是消除應(yīng)力和加工硬化效應(yīng)，
# g0 g" I4 H, b' Z8 k# d6 D# a以恢復(fù)塑性和成型能力。
" b) L0 ]6 B% L7 g a. f工業(yè)純鈦在材料生產(chǎn)過程中加工硬度效應(yīng)很大。圖2-26 所示為經(jīng)不同冷加
# S2 C4 i/ f3 ^- L工后，TA2 屈服強(qiáng)度的升高，因此在鈦材生產(chǎn)過程中，經(jīng)冷、熱加工后，為了恢% y% R n+ U4 _
復(fù)塑性，得到穩(wěn)定的細(xì)晶粒組織和均勻的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火。工業(yè)純4 _' Y3 G4 W0 `! n; K) X. W" a A- w
鈦的再結(jié)晶溫度為550-650℃，因此再結(jié)晶退火溫度應(yīng)高于再結(jié)晶溫度，但低于
! B2 E% O' x* d# jα-β 相的轉(zhuǎn)變溫度。在650-700℃退火可獲得最高的綜合機(jī)械性能（因高于700℃/ {. `: S( Z: R
的退火將引起晶粒粗大，導(dǎo)致機(jī)械性能下降）。退火材料的冷加工硬化一般經(jīng), r4 Z/ O6 f, o8 g4 q3 s
10-20 分鐘退火就能消除。這種熱處理一般在鈦材生產(chǎn)單位進(jìn)行。為了減少高溫
- X( K5 A1 T: V% E熱處理的氣體污染并進(jìn)一步脫除鈦材在熱加工過程中所吸收的氫氣，目前一般鈦
, \6 s; H- D5 z5 P* g f& }材生產(chǎn)廠家都要求真空氣氛下的退火處理。
& Z J! r% U* F4 R為了消除鈦材在加工過程（如焊接、爆炸復(fù)合、制造過程中的輕度冷變形）: ?6 Z! ]2 h7 X3 L0 {& y
中的殘余應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。
; B& v/ p1 T5 j5 ?8 ^消應(yīng)力退火一般不需要在真空或氬氣氣氛中進(jìn)行，只要保持爐內(nèi)氣氛為微氧
& W' Z" K9 K1 E3 q O7 U化性即可。6 b: i* Q S1 m( G. E: J
二.鈦及鈦合金的熱處理:
6 Q3 j& q2 [1 B& E. y" G為了便于進(jìn)行機(jī)械工業(yè)加并得到具有一定性能的鈦和鈦合金，以滿足各種
8 Z) h6 k/ R( k* n8 a9 ~產(chǎn)品對(duì)材料性能的要求，需要對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行熱處理。/ j3 R" x; x! x% e6 Q- p+ q3 K5 u
1．工業(yè)純鈦（TA1、TA2、TA3）的熱處理' a! \5 k$ D6 y8 o/ s6 C0 n7 R( a
α-鈦合金從高溫冷卻到室溫時(shí)，金相組織幾乎全是α 相，不能起強(qiáng)化作用，
6 z( K0 A5 G5 o1 T' X6 O% H因此，目前對(duì)α-鈦只需要進(jìn)行消應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火和真空退火處理。前
1 f% C! n _% r+ Y兩種是在微氧化爐中進(jìn)行，而后者則應(yīng)在真空爐中進(jìn)行。' c: w% ^1 X/ N$ U" m' V) j
（一）消應(yīng)力退火7 ~; n+ |7 ^3 @* S8 I% g% T
為了消除鈦和鈦合金在熔鑄、冷加工、機(jī)械加工及焊接等工藝過程中所產(chǎn)生
0 r3 {8 R' f& v m, r: i8 H3 X) L的內(nèi)應(yīng)力，以便于以后加工，并避免在使用過程中由于內(nèi)應(yīng)力存在而引起開裂破
8 y, I4 D& n1 ?) J$ o( b壞，對(duì)α-鈦應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理。消除應(yīng)力退火溫度不能過高、過低，因?yàn)?font class="jammer">' |& @7 ~8 E+ S+ I; H
過高引起晶粒粗化，產(chǎn)生不必要的相變而影響機(jī)械性能，過低又會(huì)使應(yīng)力得不到! d9 N4 c& E( g+ l
消除，所以，一般是選在再結(jié)晶溫度以下。對(duì)于工業(yè)純鈦來說，消除應(yīng)力退火的
, N4 A& X& W! K- f0 j9 E加熱溫度為500-600℃。加熱時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件的厚度及保溫時(shí)間來確定。為了提
E# F0 @$ |/ h3 w" T+ `9 d! h高經(jīng)濟(jì)效果并防止不必要的氧化，應(yīng)選擇能消除大部分內(nèi)應(yīng)力的最短時(shí)間。工業(yè)' D7 X! T( k& r; A
純鈦消除應(yīng)力退火的保溫時(shí)間為15-60 分鐘，冷卻方式一般采用空冷。
9 v+ y' l3 j- Y! g1 E" N0 `. o1 x; ?（二）再結(jié)晶退火（完全退火）/ O8 s# X$ c! ?7 j* S1 [$ ^3 g
α-鈦大部分在退火狀態(tài)下使用，退火可降低強(qiáng)度、提高塑性，得到較好的綜
" c1 G, x: W3 ?) G% E5 t* R! Y合性能。為了盡可能減少在熱處理過程中氣體對(duì)鈦材表面污染，熱處理溫度盡可
; K4 h( p7 o( k0 d能選得低些。工業(yè)純鈦的退火溫度高于再結(jié)晶溫度，但低于α 向β 相轉(zhuǎn)變的溫度
* I5 w5 d7 y3 L6 E0 p2 a& S120-200℃，這時(shí)所得到的是細(xì)晶粒組織。加熱時(shí)間視工件厚度而定，冷卻方式7 e) {, S, J9 E" x- W0 E0 E$ @
一般采用空冷。對(duì)于工業(yè)純鈦來說，再結(jié)晶退火的加熱溫度為680-700℃，保溫' ?/ f2 z+ O o/ P" H6 _
時(shí)間為30-120 分鐘。規(guī)范的選取要根據(jù)實(shí)際情況來定，通常加熱溫度高時(shí)，保. u. y2 ?7 D2 o! Q
溫時(shí)間要短些。0 H' y! G" p H6 Y
需要指出的是，退火溫度高于700℃時(shí)，而且保溫時(shí)間長時(shí)，將引起晶粒粗- Z+ l0 q2 H* O! T8 D$ B% O
化，導(dǎo)致機(jī)械性能下降，同時(shí)，晶粒一旦粗化，用現(xiàn)有的任何熱處理方法都難以& [3 e& u6 a3 q' o& s& ~
使之細(xì)化。為了避免晶粒粗化，可采取下列兩種措施：
1 L3 u+ g; a+ L& D, Z1）盡可能將退火溫度選在700℃以下。8 N4 n; _1 s( b4 i
2） 退火溫度如果在700℃以上時(shí)，保溫時(shí)間盡可能短些，但在一般情況下，
4 B) N$ w& ^" p( {每mm 厚度不得少于3 分鐘，對(duì)于所有工件來講，不能小于15 分鐘。" \# ^0 ^3 ]" ^8 E' J' Z
（三）真空退火' ]7 _9 }% R6 |3 Z; Y
鈦中的氫雖無強(qiáng)化作用，但危害性很大，能引起氫脆。氫在α-鈦中的溶解: b( [4 O# g! J8 `
度很小，主要呈TiH2 化合物狀態(tài)存在，而TiH2 只在300℃以下才穩(wěn)定。如將α-
* e# x r; K- y鈦在真空中進(jìn)行加熱，就能將氫降低至0.1%以下。當(dāng)鈦中含氫量過多時(shí)需要除
) o. d, Z1 o1 ^7 g: _. y氫，為了除氫或防止氧化，必須進(jìn)行真空退火。真空退火的加熱溫度與保溫時(shí)間，
! i# J5 J- a2 q與再結(jié)晶退火基本相同。冷卻方式為在爐中緩冷卻到適當(dāng)?shù)臏囟�，然后才能開爐，
& H: W6 ^' p7 [真空度不能低于5×10-4mmHg。 |
|
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
樓主