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钛合金材料讲解,钛合金的分类和热处理

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钛合金材料讲解,钛合金的分类和热处理

发布日期:2023-03-28 作者: 点击:

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。

70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件

一、纯钛(Ti)

纯钛是一种银白色具有同素异构转变现象的金属;在882℃以下为密排六方晶格,称为α—钛(α—Ti),在882℃以上为体心立方晶格,称为β—钛(β—Ti)。密度小(4.58g/cm3) ,熔点高(1677℃),热膨胀系数小,塑性好,容易加工成形;在550℃以下有很好的耐蚀性,不易氧化,在海水和蒸汽中的抗蚀能力比铝合金、不锈钢和镍合金好。

二、钛合金分类

1.α-钛合金

主要合金化元素有Al和Sn。在室温或较高温度时均为单相α固溶体组织,不能热处理强化。常温下,它的硬度低于其他钛合金,但高温(500~600℃)条件下其强度最高,α-钛合金组织稳定,焊接性良好。

2.β-钛合金

宾果游戏β-钛合金中主要加入铜、铬、铝、钒和铁等促使β相稳定的元素,它们在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温组织,得到较稳定的β相组织。

具有良好的塑性,在540℃以下具有较高的强度,但其生产工艺复杂,合金密度大,故在生产中用途不广。

3.α+β—钛合金

宾果游戏除含有铬、钥、钒等β相稳定元素外,还含有锡、铝等α相稳定元素。在冷却到一定温度时发生β→α相转变,室温下为α+β两相组织。

α+β—钛合金的强度、耐热性和塑性都比较好,并可以热处理强化,应用

三、钛合金的热处理

常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。

退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性,以获得较好的综合性能。通常α合金和(α+β)合金退火温度选在(α+β)─→β相转变点以下120~200℃;固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解,得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点,达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相转变点以下40~100℃进行,亚稳定β合金淬火在(α+β)─→β相转变点以上40~80℃进行。时效处理温度一般为450~550℃。

(1)消除应力退火:目的是为消除或减少加工过程中产生的残余应力。防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。

宾果游戏(2)完全退火:目的是为了获得好的韧性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。

宾果游戏(3)固溶处理和时效:目的是为了提高其强度,α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理,在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。

宾果游戏为了满足工件的特殊要求,工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。


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