广州市南沙区钛合金固溶加工过程

　　优点二:强韧又轻盈。钛合金的第二个超能力是它的力学性能。医生们发现，理想的植入材料应该具备两个特点——坚固，能承受日常活动，而且弹性要接近真实骨骼。钛合金满足了这些要求。首先，它具备轻量化的特点，密度只有钢铁的一半，但强度相当；其次，它的弹性适中，新型钛合金的约60GPa（吉帕），已经接近人骨的30GPa；第三，它能抗疲劳，可以承受数百万次的弯曲而不断裂。

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　　试验用原材料试验用TC4钛合金原材料化学成分见表1，从表1的数据可以看出，其Ａｌ含量为6.80％（质量分数，下同）；Ｖ含量为3.97％；钛含量约88.88％；杂质单一含量为0.10％，总和为0.35％，试验用TC4钛合金原材料化学成分符合GB/T 3620.1—2016《钛及钛合金牌号和化学成分》标准值。

　　试验用TC4钛合金原材料硬度见表2，其硬度为31.4HRC。

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　　2 TC4钛合金真空固溶＋时效处理工艺试验与检测分析真空固溶处理采用ＶＯＱ334双室油气淬火炉，真空时效采用ＶＰＴ⁃7712真空加压回火炉。试验用TC4钛合金真空固溶处理与硬度的关系见表4，试验用TC4钛合金固溶后时效处理与硬度的关系见表5。

　　从表4的数据可以看出，试验用TC4钛合金真空固溶处理后的硬度为36.5HRC，高于退火后硬度（32.2HRC）和原材料的硬度（31.4HRC）。从表的数据可以看出，TC4钛合金真空固溶＋时效处理后的硬度在36.4HRC以上，在520℃时效后的硬度高，为39.7HRC，比原材料的硬度（31.4HRC）高出8.3HRC，比固溶处理（36.5HRC）高3.2HRC。

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　　钛合金优良的特性表现在:密度小（4.51g/cm3，钢的 57％）、强度高（抗拉强度680-1180Mpa）、硬度高（30-40HRC）、工作温度范围宽（高热600℃、低温-253℃）、耐蚀性好、无磁、热导率小、抗阻尼性能低等。

　　近年来，钛合金在航空航天、海洋工程、船舶、汽车、化工、电子、医疗、电力等行业的需求日益增多，广泛的市场需求正逐步加速钛合金锻造工艺与技术的发展。

　　本文主要为大家讲解一下钛合金热处理种类和热处理规范，有不当之处，欢迎指正。

　　01、钛合金热处理种类

　　钛合金常用的热处理方法为退火、固溶和时效处理。退火适用于各类钛合金，主要是为了获得最佳的力学性能，消除应力、提高塑性和稳定组织。固溶和时效处理是钛合金强化的主要手段。

　　去应力退火

　　退火温度比再结晶温度低100-250℃；

　　目的是为消除或减少加工过程中出现的内应力，防止和减少变形。

　　完全退火

　　又称:再结晶退火

　　退火温度接近再结晶温度和β转变点之间，退火过程主要发生再结晶，温度高于该合金的再结晶温度。

　　目的是降低硬度、提高塑性、稳定组织、改善加工性能。

　　双重退火

　　包括高温和低温两次退火，退火后空冷；高温为β转变点以下20-160℃，低温为相变点以下300-500℃。

　　目的是提高组织和性能的稳定性。

　　等温退火

　　双重退火的特殊形式

　　先加热到β转变点以下20-160℃，保温后，转移到低温炉（600-650℃）保温，然后出炉空冷到室温。

　　适用于β稳定元素含量较高的钛合金，采用缓慢冷却，使β相充分分解。

　　目的是得到稳定组织。

　　固溶处理

　　α+β两相区转变温度以上，β转变点以下28-83℃以下加热，特殊情况也可在β转变点以上加热，随后淬火。

　　目的是获得高比例时效强化的亚稳态β相。

　　时效处理

　　一般在425-650℃之间加热，时效温度和时效时间可以根据时效硬化曲线确定；

　　目的是促进亚稳态β相的分解或析出，从而提高合金强度。