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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钛的热处理方法
9 b  m3 ^- k: t3 I+ X5 D  X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
1 k& I, A+ P7 d# O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
) P" D1 t' g9 Z+ N! x- b  j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
7 g$ K/ L, L' _4 v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
1 t* z: i. c( V. tα-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）
2 }$ g; X+ J$ z9 S3 ~0 k中的残余应力，应进行消应力热处理。
7 b0 J; n$ N: a. _3 O* z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:
5 I/ X" {9 o2 n( W2 M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，
. _6 Y: K* I' T& t  L- L/ ?) v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
" F( ^1 d4 ^* X1 R# b: W( M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
( z$ d8 l/ c$ W- y  d: w% K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
' w( q% z1 ^' A) P/ ~6 L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
. U6 D1 X+ W! j2 j' \) s  a6 u6 o2 j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。
4 k8 h# c7 S3 }4 j& e（二）再结晶退火（完全退火）
! J$ Z. u& e1 @  V$ Lα-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
4 y) Y. I% S6 }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
% a1 ]2 Y; g7 r: o# i8 A; ?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
/ C* g& w0 w9 Q" J* B; c( X. o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
2 ~& k( l$ d) R" Z温时间要短些。
8 C" A8 d; A. [4 D5 w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
  R. W7 z) {0 K$ Y2 c6 i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。
& w; U" p4 B) W+ ?4 B2） 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，
2 e: N# K7 f; x/ T  C- ?, o3 T5 \* s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
* `. K2 g% ?  b4 H3 j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
" C3 Q# ]  c0 w, S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，
9 T$ F9 Y* m; c3 p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，
: F& E6 w. h' B  ?8 h真空度不能低于5×10-4mmHg。

chenfuzi

cxq19830721 发表于 2012-7-31 11:40
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一.钛的基本热处理:
3 p  T6 _, T( R" E5 I8 _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 ...

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