Värmebehandlingsegenskaper hos titanlegeringar

(1) Martensitomvandling kommer inte att väsentligt förändra egenskaperna hos titanlegeringar. Denna egenskap skiljer sig från den martensitiska fasomvandlingen av stål. Värmebehandlingsförstärkningen av titanlegeringar kan endast förlita sig på åldringsnedbrytningen av den metastabila fasen (inklusive den martensitiska fasen) som bildas genom härdning. Dessutom är värmebehandlingsmetoden för rena titanlegeringar av A-typ i princip omöjlig. Effektiv, det vill säga värmebehandling av titanlegeringar används huvudsakligen för + typ titanlegeringar.

(2) Värmebehandling bör undvika bildning av ω-fas. Bildandet av ω-fasen kommer att göra titanlegeringen spröd, och det korrekta valet av åldringsprocessen (till exempel genom att använda en högre åldringstemperatur) kan få ω-fasen att sönderdelas.

(3) Det är svårt att förädla titanlegeringskorn genom att använda upprepade fasförändringar. Detta skiljer sig också från stålmaterial. De flesta stål kan använda upprepade fasomvandlingar av austenit och perlit (eller ferrit, cementit) för att kontrollera kärnbildning och tillväxt av nya faser för att uppnå kornförfining. Det finns inget sådant fenomen i titanlegeringar.

(4) Dålig värmeledningsförmåga. Dålig värmeledningsförmåga kan leda till dålig härdbarhet av titanlegeringar, speciellt + titanlegeringar, stor härdande värmepåkänning och delar är benägna att deformeras under härdning. På grund av dålig värmeledningsförmåga kan titanlegeringar lätt orsaka överdriven lokal temperaturhöjning när de deformeras, vilket gör det möjligt för den lokala temperaturen att överstiga omvandlingspunkten och bilda en Widmanstatten-struktur.

(5) Kemiskt aktiv. Under värmebehandlingen reagerar titanlegeringar lätt med syre och vattenånga och bildar ett syrerikt skikt eller oxidskala med ett visst djup på arbetsstyckets yta, vilket minskar legeringens prestanda. Samtidigt absorberar titanlegeringar lätt väte under värmebehandling, vilket orsakar väteförsprödning.

(6) Det finns en stor skillnad i övergångspunkter. Även om ingredienserna är desamma, på grund av olika smältvärme, deras omvandling

Temperaturen varierar ibland kraftigt.

(7) Vid upphettning i fasområdet tenderar korn att växa. Förgrovningen av korn kan få legeringens plasticitet att sjunka kraftigt, så uppvärmningstemperaturen och tiden bör kontrolleras strikt, och värmebehandling i fasområdet bör användas med försiktighet.

Värmebehandlingstyper av titanlegeringar

Fasförändringen av titanlegering är grunden för värmebehandling av titanlegering. För att förbättra prestanda hos titanlegering, förutom rimlig legering, måste den kombineras med lämplig värmebehandling. Det finns flera värmebehandlingsmetoder för titanlegeringar. Vanligt använda sådana inkluderar glödgningsbehandling, åldringsbehandling, deformationsvärmebehandling och kemisk värmebehandling.

1 Glödgningsbehandling

Glödgning är lämplig för olika titanlegeringar och förbättrar i slutändan legeringens plasticitet, eliminerar dess spänning och stabiliserar strukturen. Glödgningsformer inkluderar avspänningsglödgning, rekristallisationsglödgning, dubbelglödgning, isotermisk glödgning och vakuumglödgning.

(1) Avspänningsglödgning. För att eliminera den inre spänningen som genereras under gjutning, kalldeformation och svetsprocesser kan avspänningsglödgning användas. Temperaturen för avspänningsglödgning bör vara lägre än omkristallisationstemperaturen, vanligtvis 450 ~ 650 grader. Den tid som krävs beror på arbetsstyckets tvärsnittsstorlek, bearbetningshistoriken och graden av spänningsavlastning som krävs.

(2) Vanlig glödgning. Syftet är att eliminera grundspänningar i titanlegeringshalvfabrikat och ha hög hållfasthet och plasticitet som uppfyller de tekniska kraven. Glödgningstemperaturen är i allmänhet ekvivalent med eller något lägre än omkristallisationens starttemperatur. Denna glödgningsprocess används vanligtvis när metallurgiska produkter lämnar fabriken, så det kan också kallas fabriksglödgning.

(3) Fullständig glödgning. Syftet är att helt eliminera arbetshärdning, stabilisera strukturen och förbättra plasticiteten. Denna process sker huvudsakligen omkristallisation, så det kallas också omkristallisationsglödgning. Glödgningstemperaturen ligger företrädesvis mellan omkristallisationstemperaturen och fasomvandlingstemperaturen. Om fasomvandlingstemperaturen överskrids kommer Widmanstatten-strukturen att bildas och legeringens egenskaper försämras. Typ, temperatur och kylningsmetod för glödgning varierar mellan de olika typerna av titanlegeringar.

(4) Dubbel glödgning. För att förbättra legeringens brottseghet, plasticitet och stabila struktur krävs två glödgningar. Legeringsstrukturen efter glödgning är mer enhetlig och nära jämvikt. För att säkerställa stabiliteten hos strukturen och egenskaperna hos värmebeständiga titanlegeringar under höga temperaturer och långvarig stress, används ofta denna typ av glödgning. Dubbelglödgning innebär uppvärmning och luftkylning av legeringen två gånger. Uppvärmningstemperaturen för den första högtemperaturglödgningen är högre än eller nära sluttemperaturen för omkristallisationen, så att omkristalliseringen kan utföras helt utan att kornen växer avsevärt, och volymfraktionen av ap-fasen kan kontrolleras. Efter luftkylning är strukturen inte tillräckligt stabil, så en andra lågtemperaturglödgning krävs. Glödgningstemperaturen är lägre än omkristallisationstemperaturen och hålls under lång tid för att helt bryta ned den metastabila fasen som erhålls genom högtemperaturglödgning.

(5) Isotermisk glödgning. Isotermisk glödgning ger den bästa plasticiteten och termiska stabiliteten. Denna typ av glödgning är lämplig för tvåfas titanlegeringar med högre innehåll av stabiliserande element. Isotermisk glödgning använder en graderad kylmetod, det vill säga efter uppvärmning till en temperatur över omkristallisationstemperaturen och bibehållen värme överförs den omedelbart till en annan ugn med lägre temperatur (vanligtvis 600~650 grader) för värmekonservering och luftkyls sedan till rumstemperatur.

2 Släckbehandling

Släckande åldring är den huvudsakliga metoden för värmebehandling och förstärkning av titanlegeringar. Den använder fasförändring för att producera en stärkande effekt, så det kallas också förstärkande värmebehandling. Den förstärkande effekten av värmebehandling av titanlegering beror på legeringselementens natur, koncentration och värmebehandlingsspecifikationer, eftersom dessa faktorer påverkar typen, sammansättningen, kvantiteten och fördelningen av den metastabila fasen som erhålls genom härdning av legeringen, såväl som naturen av den utfällda fasen under nedbrytningen av den metastabila fasen. Struktur, spridningsgrad, etc., som är relaterade till legeringens sammansättning, värmebehandlingsprocessspecifikationer och originalstruktur.

För legeringar med en viss sammansättning beror effekten av åldersförstärkning på den valda värmebehandlingsprocessen. Ju högre härdningstemperatur, desto tydligare blir den åldringsförstärkande effekten. Emellertid kommer släckning över omvandlingstemperaturen att orsaka sprödhet på grund av alltför grova korn. För tvåfas titanlegeringar med lägre koncentration kan härdning med högre temperatur användas för att erhålla mer martensit, medan för tvåfas titanlegeringar med högre koncentration kan härdning med lägre temperatur användas för att erhålla mer metastabil fas. , för att erhålla den maximala tidseffektiva förstärkningseffekten. Kylningsmetoden är vanligtvis vattenkylning eller oljekylning, och härdningsprocessen måste vara snabb för att förhindra att fasen sönderdelas under överföringsprocessen och minska den åldringsförstärkande effekten. Valet av åldringstemperatur och tid bör baseras på bästa omfattande prestanda. I allmänhet är åldringstemperaturen för + titanlegering 500 ~ 600 grader och åldringstiden är 4 ~ 12 timmar; medan åldringstemperaturen för titanlegering av typ är 450 ~ 550 grader. , tid 8~24h, kylningsmetoden är luftkylning.