钛金属的热处理是不是要求有保护气体氩气啊？

chenfuzi

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cxq19830721

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
3 v( o+ {- i) r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
+ y" ]$ k) S  D) W9 g/ }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，
# j' Q# f  o' p) H以恢复塑性和成型能力。
6 G' _/ }5 j4 u! U3 I+ b9 z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
7 c3 F4 F) ~- }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
2 d. k9 r4 C. m9 s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
( Z) _+ @1 I* P$ l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
, d1 @6 d- O. q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）
( E3 n& J" `) a: f中的残余应力，应进行消应力热处理。
& ?2 d# Q# S1 h# _  L6 [9 O! I/ F; p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
  h" ^% a& ~5 L6 q9 _产品对材料性能的要求，需要对钛及钛合金进行热处理。
2 p: U  L- H# g7 Z: Z# U1．工业纯钛（TA1、TA2、TA3）的热处理
4 n' D' P$ w8 k) rα-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，
/ Q9 i9 u8 i# A% m- N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
$ [( u2 z: f- R# Z+ G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
. u9 D, G7 ]1 D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
7 w9 n) |" D( t- R/ x  T1 ^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
* V6 u6 Y$ }# f4 V! u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
3 `; B) E( q) e; U8 N- `& |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
0 t7 q6 q, l* V/ R" c. K) u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
0 C( c. [2 E3 x5 f" r温时间要短些。
+ f: [& d) j' D2 \7 a" `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
( b4 M; T" r7 _$ W/ W9 b" s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，
( w% C5 e9 X0 `. c  t% u  P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-
; m( l+ J# M+ X+ }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
+ R6 ~0 C; l0 }- E$ n7 X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，
5 ~) V* R2 Y2 w) J0 O9 L1 t真空度不能低于5×10-4mmHg。

chenfuzi

cxq19830721 发表于 2012-7-31 11:40
钛的热处理方法
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