Карактеристике термичке обраде легура титанијума

(1) Мартензитна трансформација неће значајно променити својства легура титанијума. Ова карактеристика се разликује од мартензитне фазне трансформације челика. Ојачање легура титанијума топлотном обрадом може се ослањати само на разлагање старењем метастабилне фазе (укључујући мартензитну фазу) која настаје гашењем. Штавише, метода топлотне обраде за чисте легуре титанијума типа А је у основи немогућа. Ефективно, односно топлотна обрада легура титанијума се углавном користи за легуре титанијума + типа.

(2) Термичка обрада треба да избегне формирање ω фазе. Формирање ω фазе ће учинити легуру титанијума крхком, а исправан избор процеса старења (на пример, коришћење веће температуре старења) може изазвати разлагање ω фазе.

(3) Тешко је рафинисати зрна легуре титанијума коришћењем поновљених фазних промена. Ово се такође разликује од челичних материјала. Већина челика може да користи поновљене фазне трансформације аустенита и перлита (или ферита, цементита) да контролише нуклеацију и раст нових фаза како би се постигло рафинирање зрна. Код легура титанијума таквог феномена нема.

(4) Лоша топлотна проводљивост. Лоша топлотна проводљивост може довести до лоше каљивости легура титанијума, посебно + легура титанијума, великог топлотног напрезања при гашењу, а делови су склони савијању током гашења. Због лоше топлотне проводљивости, легуре титанијума могу лако да изазову прекомерни локални пораст температуре када се деформишу, што омогућава да локална температура премаши тачку трансформације и формира Видманстаттен структуру.

(5) Хемијски активан. Током топлотне обраде, легуре титанијума лако реагују са кисеоником и воденом паром, формирајући слој богат кисеоником или оксидну скалу са одређеном дубином на површини радног предмета, што смањује перформансе легуре. Истовремено, легуре титанијума лако апсорбују водоник током топлотне обраде, узрокујући кртост водоника.

(6) Велика је разлика у прелазним тачкама. Чак и ако су састојци исти, услед различитих топлота топљења, њихова трансформација

Температуре понекад веома варирају.

(7) Када се загревају у фазном региону, зрна имају тенденцију раста. Грубљење зрна може проузроковати нагли пад пластичности легуре, тако да температуру и време грејања треба строго контролисати, а топлотну обраду у фазном региону треба користити са опрезом.

Врсте термичке обраде легура титанијума

Фазна промена легуре титанијума је основа термичке обраде легуре титанијума. Да би се побољшале перформансе легуре титанијума, поред разумног легирања, мора се комбиновати са одговарајућом топлотном обрадом. Постоји неколико метода топлотне обраде легура титанијума. Обично коришћени укључују третман жарењем, третман старењем, деформациони топлотни третман и хемијски топлотни третман.

1 Третман жарењем

Жарење је погодно за разне легуре титанијума и на крају побољшава пластичност легуре, елиминише њен стрес и стабилизује структуру. Облици жарења укључују жарење за ублажавање напона, рекристализационо жарење, двоструко жарење, изотермно жарење и жарење у вакууму.

(1) Жарење за ублажавање напрезања. Да би се елиминисао унутрашњи напон који настаје током ливења, хладне деформације и процеса заваривања, може се користити жарење за ублажавање напона. Температура жарења за ублажавање напона треба да буде нижа од температуре рекристализације, обично 450~650 степени. Потребно време зависи од величине попречног пресека радног комада, историје обраде и степена потребног ослобађања од напрезања.

(2) Обично жарење. Сврха је елиминисање основног напрезања код полупроизвода од легура титанијума и високе чврстоће и пластичности која задовољава техничке захтеве. Температура жарења је генерално еквивалентна или мало нижа од почетне температуре рекристализације. Овај процес жарења се углавном користи када металуршки производи напусте фабрику, па се може назвати и фабричким жарењем.

(3) Потпуно жарење. Сврха је да се потпуно елиминише радно очвршћавање, стабилизује структура и побољша пластичност. Овај процес се углавном одвија рекристализацијом, па се назива и рекристализационим жарењем. Температура жарења је пожељно између температуре рекристализације и температуре фазне трансформације. Ако је температура фазне трансформације прекорачена, видманштатенова структура ће се формирати и својства легуре ће се погоршати. Тип, температура и начин хлађења жарења варирају међу различитим типовима легура титанијума.

(4) Двоструко жарење. Да би се побољшала жилавост лома, пластичност и стабилна структура легуре, потребна су два жарења. Структура легуре након жарења је уједначенија и ближа равнотежној. Да би се обезбедила стабилност структуре и особина легура титанијума отпорних на топлоту под високим температурама и дуготрајним напрезањима, ова врста жарења се често користи. Двоструко жарење укључује два пута загревање и хлађење легуре ваздухом. Температура загревања првог високотемпературног жарења је виша или близу крајње температуре рекристализације, тако да се рекристализација може у потпуности извршити без изазивања значајног раста зрна, а запремински удео ап фазе се може контролисати. Након ваздушног хлађења, структура није довољно стабилна, па је потребно друго нискотемпературно жарење. Температура жарења је нижа од температуре рекристализације и одржава се дуго да би се у потпуности разградила метастабилна фаза добијена жарењем на високој температури.

(5) Изотермно жарење. Изотермно жарење обезбеђује најбољу пластичност и термичку стабилност. Ова врста жарења је погодна за двофазне легуре титанијума са већим садржајем стабилизујућих елемената. Изотермно жарење усваја степеновану методу хлађења, то јест, након загревања на температуру изнад температуре рекристализације и одржавања топлоте, одмах се преноси у другу пећ са нижом температуром (обично 600 ~ 650 степени) ради очувања топлоте, а затим се хлади ваздухом до собна температура.

2 Третман гашењем

Гашење старења је главни метод топлотне обраде и ојачања легура титанијума. Користи промену фазе да би произвео ефекат јачања, па се назива и топлотним третманом за јачање. Ефекат јачања топлотног третмана легуре титанијума зависи од природе, концентрације и спецификација термичке обраде елемената легуре, јер ови фактори утичу на врсту, састав, количину и дистрибуцију метастабилне фазе добијене гашењем легуре, као и на природу. преципитиране фазе током разлагања метастабилне фазе. Структура, степен дисперзије и др., који се односе на састав легуре, спецификације процеса термичке обраде и оригиналну структуру.

За легуре са одређеним саставом, ефекат јачања старости зависи од изабраног процеса топлотне обраде. Што је виша температура гашења, то је очигледнији ефекат јачања старења. Међутим, гашење изнад температуре трансформације ће узроковати крхкост због претерано крупних зрна. За двофазне легуре титанијума са нижом концентрацијом, гашење на вишој температури може се користити за добијање више мартензита, док се за двофазне легуре титанијума са вишом концентрацијом може користити гашење на нижој температури за добијање метастабилније фазе. , како би се постигао максимални временски ефикасан ефекат јачања. Метода хлађења је генерално хлађење водом или хлађење уља, а процес гашења мора бити брз како би се спречило распадање фазе током процеса преноса и смањење ефекта јачања старења. Избор температуре и времена старења треба да се заснива на најбољим свеобухватним перформансама. Генерално, температура старења + легуре титанијума је 500 ~ 600 степени, а време старења је 4 ~ 12 сати; док је температура старења легуре титанијума 450 ~ 550 степени. , време 8~24х, метода хлађења је ваздушно хлађење.