晶粒是什么(钛合金的消除应力及退火工艺)

Posted 2023-05-29

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晶粒是什么(钛合金的消除应力及退火工艺)

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钛合金的消除应力及退火工艺

近a钛合金和a+β钛合金在退火中除发生再结晶外，还有a相和β相在组成、数量及形态上的变化，确定退火工艺时也比较复杂。对于冶金厂的交货状态，主要要求有稳定和塑性好的组织。退火温度一般选择在a+β/β相变点以下120～200℃，冷却方式也采用空冷。但是对于产品的最终使用前退火，则一定要依据退火工艺对显微组织和力学性能的影响通过试验来确定。

消除应力退火所需要的时间取决于工件厚度、残余应力小、所用的退火温度以及希望消除应力的程度。考虑工件厚度时可参考不锈钢的情况。至于选用的温度和希望消除应力的程度一般要通过实验来决定。加热温度及保温时间对TC4钛管及钛合金残余应力的影响。显然加热温度高，所需要的时间短。

消除应力退火的冷却方式一般采用空冷。对于大尺寸和形状复杂的零件也可采用炉冷。钛合金消除应力退火制度。在推荐的温度和时间范围内应依据上述原则，通过试验具体确定。应该指出，钛焊件的消除应力退火往往与随后热处理统一考虑。冷成型件的消除应力退火与热矫形工艺同时进行，但应该避免夹具对工件的污染。

完全退火工艺，钛板及钛合金完全退火的目的是为了获得稳定的、塑性好的或对应一定综合性能的显微组织。在这一过程中主要发生再结晶，因此也称为再结晶退火。此外，也有a相和β相在组成、形态及数量上的变化。大部分a和a+β钛合金是在完全退火状态下使用的。全a型钛合金两相区很小，完全退火过程主要发生再结晶。退火温度一般选择在a+β/β相变点以下120～200℃。温度过高会引起不必要的氧化和晶粒长大，温度过低再结晶不完全。冷却速度对这类合金的组织和性能的影响不大，一般采用空冷。

至于亚稳定β型钛合金，完全退火也就是固溶处理。冶金厂出厂前的退火温度一般选择在a+β/β相变点以上80～100℃。在推荐的完全退火工艺范围内，具体工艺应依据材料的加工历史、实际化学成分、以及所采用的设备通过试验来确定。为了避免不必要的氧化，选用工艺时应该在满足性能要求的前提下采用最低的温度和最短的时间。

近年来出现了β退火工艺。a钛合金和a+β钛合金在β相区加热后空冷，在粗大的β晶粒上析出针状（或片状）a。这种组织对应着较高的断裂韧性、蠕变抗力和缺口敏感性，但使断面收缩率等塑性指标下降。在强调这种性能的场合可以酌情采用。此外，对一些合金，当要求提高在使用温度下长时间工作的性能稳定性时，往往还采用高于使用温度的第二次退火，或等温处理，如TC9和tc6钛合金。

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