Varmebehandlingsegenskaper til titanlegeringer

(1) Martensitttransformasjon vil ikke vesentlig endre egenskapene til titanlegeringer. Denne funksjonen er forskjellig fra martensittisk fasetransformasjon av stål. Varmebehandlingsforsterkningen av titanlegeringer kan bare stole på aldringsdekomponeringen av den metastabile fasen (inkludert den martensittiske fasen) dannet ved bråkjøling. Dessuten er varmebehandlingsmetoden for rene A-type titanlegeringer i utgangspunktet umulig. Effektiv, det vil si at varmebehandlingen av titanlegeringer hovedsakelig brukes til + type titanlegeringer.

(2) Varmebehandling bør unngå dannelse av ω-fase. Dannelsen av ω-fasen vil gjøre titanlegeringen sprø, og riktig valg av aldringsprosessen (for eksempel ved bruk av høyere aldringstemperatur) kan føre til at ω-fasen brytes ned.

(3) Det er vanskelig å foredle titanlegeringskorn ved å bruke gjentatte faseendringer. Dette er også forskjellig fra stålmaterialer. De fleste stål kan bruke gjentatte fasetransformasjoner av austenitt og perlitt (eller ferritt, sementitt) for å kontrollere kjernedannelse og vekst av nye faser for å oppnå kornforfining. Det er ikke noe slikt fenomen i titanlegeringer.

(4) Dårlig varmeledningsevne. Dårlig varmeledningsevne kan føre til dårlig herdbarhet av titanlegeringer, spesielt + titanlegeringer, store bråkjølende termiske spenninger, og deler er utsatt for vridning under bråkjøling. På grunn av dårlig varmeledningsevne kan titanlegeringer lett forårsake overdreven lokal temperaturøkning når de deformeres, noe som gjør det mulig for den lokale temperaturen å overskride transformasjonspunktet og danne en Widmanstatten-struktur.

(5) Kjemisk aktiv. Under varmebehandling reagerer titanlegeringer lett med oksygen og vanndamp, og danner et oksygenrikt lag eller oksidskala med en viss dybde på overflaten av arbeidsstykket, noe som reduserer legeringens ytelse. Samtidig absorberer titanlegeringer lett hydrogen under varmebehandling, noe som forårsaker hydrogensprøhet.

(6) Det er stor forskjell på overgangspunkter. Selv om ingrediensene er de samme, på grunn av forskjellige smeltevarmer, deres transformasjon

Temperaturene varierer noen ganger veldig.

(7) Ved oppvarming i faseregionen har korn en tendens til å vokse. Forgrovningen av korn kan føre til at plastisiteten til legeringen synker kraftig, så oppvarmingstemperaturen og tiden bør kontrolleres strengt, og varmebehandling i faseområdet bør brukes med forsiktighet.

Varmebehandlingstyper av titanlegeringer

Faseendringen av titanlegering er grunnlaget for varmebehandling av titanlegering. For å forbedre ytelsen til titanlegering, i tillegg til rimelig legering, må den kombineres med passende varmebehandling. Det finnes flere varmebehandlingsmetoder for titanlegeringer. Vanlige brukte inkluderer glødingsbehandling, aldringsbehandling, deformasjonsvarmebehandling og kjemisk varmebehandling.

1 Glødebehandling

Gløding er egnet for forskjellige titanlegeringer, og forbedrer til slutt plastisiteten til legeringen, eliminerer stress og stabiliserer strukturen. Glødeformer inkluderer spenningsavlastende gløding, rekrystalliseringsgløding, dobbel gløding, isotermisk gløding og vakuumgløding.

(1) Avspenningsgløding. For å eliminere den indre spenningen som genereres under støping, kalddeformasjon og sveiseprosesser, kan spenningsavlastende gløding brukes. Temperaturen for spenningsavlastende utglødning bør være lavere enn rekrystalliseringstemperaturen, vanligvis 450 ~ 650 grader. Tiden som kreves avhenger av arbeidsstykkets tverrsnittsstørrelse, bearbeidingshistorien og graden av spenningsavlastning som kreves.

(2) Vanlig gløding. Hensikten er å eliminere grunnbelastning i titanlegeringshalvfabrikata og ha høy styrke og plastisitet som oppfyller de tekniske kravene. Utglødningstemperaturen er generelt ekvivalent med eller litt lavere enn rekrystallisasjonsstarttemperaturen. Denne utglødningsprosessen brukes vanligvis når metallurgiske produkter forlater fabrikken, så den kan også kalles fabrikkglødning.

(3) Fullstendig gløding. Hensikten er å fullstendig eliminere arbeidsherding, stabilisere strukturen og forbedre plastisiteten. Denne prosessen skjer hovedsakelig rekrystallisering, så det kalles også rekrystalliseringsgløding. Utglødningstemperaturen er fortrinnsvis mellom rekrystalliseringstemperaturen og fasetransformasjonstemperaturen. Hvis fasetransformasjonstemperaturen overskrides, vil Widmanstatten-strukturen dannes og legeringens egenskaper vil bli forringet. Type, temperatur og kjølemetode for gløding varierer mellom de forskjellige typene titanlegeringer.

(4) Dobbel gløding. For å forbedre bruddseigheten, plastisiteten og den stabile strukturen til legeringen, kreves to utglødninger. Legeringsstrukturen etter gløding er mer jevn og nær likevekt. For å sikre stabiliteten til strukturen og egenskapene til varmebestandige titanlegeringer under høye temperaturer og langvarig stress, brukes ofte denne typen gløding. Dobbel gløding innebærer oppvarming og luftkjøling av legeringen to ganger. Oppvarmingstemperaturen ved den første høytemperaturglødingen er høyere enn eller nær slutttemperaturen for rekrystalliseringen, slik at rekrystalliseringen kan utføres fullt ut uten å få kornene til å vokse betydelig, og volumfraksjonen av ap-fasen kan kontrolleres. Etter luftkjøling er strukturen ikke stabil nok, så en ny lavtemperaturgløding er nødvendig. Utglødningstemperaturen er lavere enn rekrystalliseringstemperaturen og holdes i lang tid for å fullstendig dekomponere den metastabile fasen oppnådd ved høytemperaturgløding.

(5) Isotermisk utglødning. Isotermisk gløding gir best plastisitet og termisk stabilitet. Denne typen gløding er egnet for tofase titanlegeringer med høyere stabiliserende elementinnhold. Isotermisk gløding bruker en gradert kjølemetode, det vil si at etter oppvarming til en temperatur over rekrystalliseringstemperaturen og opprettholdelse av varmen, overføres den umiddelbart til en annen ovn med lavere temperatur (vanligvis 600 ~ 650 grader) for varmekonservering, og deretter luftkjølt til romtemperatur.

2 Blokkende behandling

Slokkende aldring er hovedmetoden for varmebehandling og styrking av titanlegeringer. Den bruker faseendring for å gi en styrkende effekt, så det kalles også styrkende varmebehandling. Den styrkende effekten av titanlegeringsvarmebehandling avhenger av arten, konsentrasjonen og varmebehandlingsspesifikasjonene til legeringselementene, fordi disse faktorene påvirker typen, sammensetningen, mengden og fordelingen av den metastabile fasen oppnådd ved bråkjøling av legeringen, så vel som naturen av den utfelte fasen under dekomponeringen av den metastabile fasen. Struktur, grad av spredning, etc., som er relatert til sammensetningen av legeringen, varmebehandlingsprosessspesifikasjoner og original struktur.

For legeringer med en viss sammensetning avhenger effekten av aldersforsterkning av den valgte varmebehandlingsprosessen. Jo høyere bråkjølingstemperaturen er, desto tydeligere er den aldringsforsterkende effekten. Imidlertid vil bråkjøling over transformasjonstemperaturen forårsake sprøhet på grunn av for grove korn. For tofase titanlegeringer med lavere konsentrasjon kan bråkjøling med høyere temperatur brukes for å oppnå mer martensitt, mens for tofase titanlegeringer med høyere konsentrasjon kan bråkjøling med lavere temperatur brukes for å oppnå mer metastabil fase. , for å oppnå maksimal tidseffektiv styrkende effekt. Kjølemetoden er vanligvis vannkjøling eller oljekjøling, og bråkjølingsprosessen må være rask for å forhindre at fasen brytes ned under overføringsprosessen og reduserer den aldringsforsterkende effekten. Valget av aldringstemperatur og tid bør være basert på den beste omfattende ytelsen. Generelt er aldringstemperaturen til + titanlegering 500 ~ 600 grader og aldringstiden er 4 ~ 12 timer; mens aldringstemperaturen til titanlegering av typen er 450 ~ 550 grader. , tid 8~24t, kjølemetoden er luftkjøling.