钛合金的热处理

出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《热加工手册》第1152页（888字）

钛合金的热处理兼有钢和铝合金热处理的特点，原则上钢的热处理都可用到钛合金上，但目前用得较成熟的是退火、淬火和时效．

16．4．2．1 退火

退火的目的是消除应力(去应力退火)或消除加工硬化及稳定组织(高温退火)．

去应力退火是在再结晶温度以下进行的，以便消除机械加工及焊接残余应力．对于大多数合金，退火温度为450～650℃，焊接件保温2～12h后空冷，机加工件保温1～2h后空冷．工业纯钛再结晶温度采用550～690℃，其合金再结晶温度则选用750～800℃，保温1～3h后空冷．

高温退火是在再结晶温度以上进行的．对于大多数钛合金退火温度为650～850℃，冷却速度决定于合金的种类．高温退火后，合金的组织稳定，并能获得良好的综合力学性能，所以目前大多数钛合金都在退火状态使用．

16．4．2．2 淬火和时效

除了α型钛合金(退火组织为α固溶体的合金，具有六方结构)外，淬火+时效都能提高其力学性能．它们的淬火温度一般选择在α+β相区的上部(β钛合金是退火组织为β相固溶体的合金，具有体心立方晶格；而α+β钛合金是退火组织为α+β双相组织的合金)，但不能高于β相区．时效温度通常为450～580℃，时间均需数小时到数十小时．

此外，为提高钛合金零件的耐磨性和疲劳强度，也可在850～950℃时进行氮化处理．由于钛合金加热时易污染和氧化，最好在真空或惰性气体中进行．图16-6给出了(α+β)钛合金之退火组织照片．黑色基体为α相，白色小块为β相．

图16-6 TC4钛合金的退火组织(α+β)