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
! h$ O0 S: W4 s3 M h一.钛的基本热处理:
) S6 g! }4 q7 \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
; Q# F4 }! T8 W4 w5 ~' d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，
! x5 c& D( z! ^) L' K) C! i* m$ x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
& S/ @7 M/ ^4 G, n+ a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℃
: U& Y- X0 ^, D( M! N. f! K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
- p6 c9 {1 B! N& d6 i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）
( w% ?- p( _4 N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。
1 y, b! @( L8 L# d, F/ l二.钛及钛合金的热处理:
$ C$ z; z% x: K D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
4 }% e8 v5 S# q7 dα-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，
$ _0 F7 \+ G/ x0 J( 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
: F( u6 ` A1 F' g0 l两种是在微氧化炉中进行，而后者则应在真空炉中进行。
7 P5 t8 H9 l, b! [- q5 s: m（一）消应力退火
* q# ]5 n% C+ a! B1 ^% G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
% h* o7 W% @: w( m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
' B2 J7 x( M( M2 w' t+ M( x1 G1 v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
?, n! b/ u8 Z) s( o& }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
9 _- ]% a7 u( t- }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
/ L% ?; P) ]; n. D! O/ d u8 Y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
4 |) U1 r* T: @1 `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。
- s; g( g1 L$ q) I（二）再结晶退火（完全退火）
1 q8 ]6 |0 h5 [0 gα-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
) U1 H6 P0 E' v1 _4 w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
: s0 I+ l9 s X( R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
( X* S0 O- P+ S* k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。
- `) C- l# D' k$ Q% v3 ~: F2） 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
/ X3 Q7 N$ [! d+ D' \) Q+ X/ z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
& h |4 z% E2 W& H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-
7 k" [8 U% |; v$ K. |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
K8 G6 |. w! h5 a9 B" W7 d% N0 @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，
! i) u* ]& i, ]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。

chenfuzi

cxq19830721 发表于 2012-7-31 11:40
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一.钛的基本热处理:
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