钛合金热处理工艺.docx

在 600 C 左右进行热处理并迅速淬火来增加 TiAl3 合金的强度，强化的主要机 制是时效増强时效增强的特点是淬火温度越高，増强的效果就越好，但由于 此合金的复合材料包含碳纤维，当温度超过某个临界温度（约 700C)时，就会 在介面形成金属碳化物，这使得碳纤维的增强效果大大减弱，所以最佳的淬火 温度应在 600 C 左右，且淬火的时间不宜太长或太短太短组分不够均匀，空 穴浓度不够高，硬化微区的浓度不够高太长也会在介面形成金属碳化物，所 以最佳的淬火时间应该是 2 小时左右钛合金锻件热处理中的淬火、时效工艺介绍如下：1.淬火淬火是时效处理前的预备工序，其目的是通过淬火获得某种不稳定组织，这种不稳定 组织在随后时效过程中发生分解或析出，形成沉淀硬化，以提高合金的强度钛合金淬火应分为无相变淬火和相变淬火两种类型无相变淬火过程实质是把金属在较高温度下固有的状态保持到低温，并由此形成过饱 和固溶体钛合金的无相变淬火既可由 β 区进行(β 合金)，也可由(α+β)区进行钛合金的相变淬火或马氏体淬火同样可由 β 区或(α+β)区进行，主要特点是可使钛 合金发生马氏体转变并形成 α′和 α″淬火后的室温组织形态主要取决淬火加热温度和冷却温度。

α+β)合金在(α+β)区 上部加热淬火时，得到了马氏体相，而从(α+β)区下部淬火则得到不稳定 β 相对于 β 型合金情况稍有不同，为了经过淬火处理后获得单一介稳 β 相组织，以改善 合金的工艺塑性，合金的加热温度高于临界点 TB另外，为保证时效后达到更高的强度也 需采用高温淬火再考虑到 β 型合金合金化程度高，临界点低(如 TB1 及 TB2 合金的 TB=750℃，而(α+β)型的 TC4 合金 TB 则高达 980～1000℃)，因此，在稍高于临界点的 β 区加热后并不致于导致严重的脆性鉴于上述原因，国产 β 型合金 TB1 及 TB2 均在高 于 TB 温度下淬火处理α+β)型合金淬透性差，如 TC4 为 25mm，TC6 为 40mm，故只适合小尺寸零件β 型 合金 TB1 及 TB2 的淬透性较高，可达 150～200mm，一般尺寸的零件在空冷的条件也可获得 单相 β 组织2.时效对于(α+β)型及近 β 型钛合金，其平衡条件下的组织为 α+β不同的合金其差异 仅在于 α 和 β 两相所占的比例，而这个比例是随时效加热温度不同和加热保温时间长短 有所变化例如经热处理强化的 BT3-1 合金中 β 相的含量为 19%，经过长时(15000h 以上) 加热后，β 相的含量为 8%。

淬火形成的介稳定相，无论是马氏体 α′，α″或 ω 相及介稳 β 相，在时效过程中 均发生分解或析出，最终产物皆为(α+β)相，只不过是转变机制和程度不同而已为了使(α+β)钛合金在淬火、时效后具有满意的综合性能(在强度与塑性两方面)，合 金在强化处理前，最好具有等轴的或网篮状的组织1～6 级原始显微组织能够保证得到满 意的性能，7～9 级原始针状组织，存在初生 β 相界，强化热处理后会降低塑性所以 (α+β)型合金淬火加热温度不应超过同构异素转变点 TB淬火前的加热时间因锻件的截 面厚度而异，一般为 10～60min。