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
: ^- Z$ a# A: C. S) Z% g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
& I$ f0 s( U+ Z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
$ r8 j* G" t2 T7 P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，
$ q" m; p8 y# a以恢复塑性和成型能力。
, Y/ \1 Z5 A: ]! N# m6 b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
6 T, ~( Y, {$ _9 Q+ f( O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
9 i1 q, c$ |. j3 T$ D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
# V  Y+ `9 u0 ^0 xα-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℃
) v3 E- l! Q3 |  s2 @: P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）
' R8 X8 }+ Y- D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。
) h  ]3 k6 S6 |+ R6 Y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．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，
! A- b) c9 ~1 _8 l. D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。
) V! M1 P& ?" |8 I& c（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
) ~  }. B/ p" P! ~$ d2 p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
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
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
) a6 a# n0 A% g- |- D, e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 O9 e! \+ c0 X, P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
5 T6 K- Y$ d% V  D120-200℃，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
: v. ?9 N4 X+ q2 _3 |* d: e9 p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
) T- d$ V) x* \1 H' _1 n温时间要短些。
# x  v) V9 @+ ?& M4 L1 P( L$ S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：
, y! x- R( ~% D' P$ |; E1）尽可能将退火温度选在700℃以下。
4 l, q( ^" J& `+ l0 A4 M1 ^, 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，
8 I# u5 H! z/ v7 \$ K+ D" c/ X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-
3 u% g6 b: ~5 u1 d! z) x0 i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，
+ |7 {* ^' I" X- e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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