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 发表于 2012-7-31 11:40
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 ...

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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
# X4 z- i# ^; H: R* y# t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
3 ?. L# N" _# F$ J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，
8 `3 A* c' ~- f! ^) C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
$ B" t) R  A- V+ m4 ^( d" u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
; D7 v. k; e% j/ ~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℃
9 j4 G+ L' y  d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
, j2 N# {( B) s( j  i9 C) I$ A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）
- ^# L/ m# N/ e* [7 T. a/ W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
+ _  @# ^9 T* @; v& {! `9 H( M化性即可。
  T3 I( H" ^+ M7 f3 f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 }" C  A5 I/ J1．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，
( I9 }5 m5 w. t; w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
8 c1 z- N1 [* R$ k1 u2 P8 @8 P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
. G- k) O: T/ u# 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
) u- B0 `% W7 K2 E) r+ r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 U8 ]6 ]3 \& x8 ~7 O9 o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
2 n, e; e  i8 H# H$ }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）
7 V9 d% i$ ?) A4 f  I% hα-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
) f& I. H5 L3 Q" L! U" V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
! Z& \( I# l6 _8 s9 S120-200℃，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
9 \9 x( [/ T1 `' F) Y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，
, w' A( u; T; T/ e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。
1 ^) G. o: Z: P& [9 V5 w（三）真空退火
: X" d) ^) Y. U/ e- U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
1 I6 S& k+ o0 S% Q, P9 `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-
5 B+ T! J' u% K8 H8 j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
  @6 g4 f* B1 ?  ?# e# ], X3 g- h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，
% q# q# u) Y8 g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，
4 P6 ^1 H7 F6 D& i9 f& r+ d真空度不能低于5×10-4mmHg。