广州市番禺区高频超音频效果
试验用TC4钛合金激光固溶处理工艺(1)+时效后的硬度在41.0HRC以上,在540℃时效后的硬度高,为51.3HRC,比真空固溶处理+时效的硬度39.7HRC高出11.6HRC;试验用TC4钛合金激光固溶处理工艺(2)+时效后的硬度在38.3HRC以上,在500℃时效后的硬度高,为44.4HRC,比真空固溶处理+时效的硬度39.7HRC高出4.7HRC。2)硬化层组织与深度TC4钛合金一般在950℃固溶处理后组织呈等轴状,而高于1020℃以后组织会呈片状、针状,更高温度下会形成马氏体。但钛合金中马氏体不像钢铁材料中的马氏体那样有很高的强度及硬度。本试验中激光固溶处理工艺(1)的实际表层加热温度超过了950℃,因此出现马氏体形态,且强化层也相对较厚。TC4钛合金激光固溶处理工艺(1)固溶强化层深度约为0.3mm,激光固溶处理工艺(2)固溶强化层深度约为0.2mm。
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美国高温钛合金的发展也较为成熟,目前在发动机上使用量大的合金主要是Ti-6Al-4V和Ti-6242S。Ti-1100合金是在Ti-6242 S合金成分的基础上,通过调整Al、Sn、Mo和Si元素的含量,使合金的高使用温度提高到600℃。据了解,Ti一1 100合金已用于制造莱康明公司T55-712改型发动机的高压压气机轮盘和低压涡轮叶片等零件。
我国钛合金的发展主要是走仿制的路线,如TC11合金对应的是BT9合金,TA11、TA19、TC17,对应的美国牌号分别是Ti-811、Ti-6242S和Ti-17。近20年来,我国开始走边仿制边自行研制的路线,如高温钛合金TA12(Ti-55),加人稀土元素Nd;Ti-60合金在TAl2合金的基础上,适当增加了Al、Sn和Si的含量,进一步提高了合金的高温蠕变性能和强度,使合金的使用温度达到了600 ℃。国内在英国IMl829合金的基础上,加入稀土元素Gd,研制了550℃高温钛合金Ti-633G。近又在Ti-1100合金的基础上,添加了约0.1Y,命名为Ti-600。
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图3 (a)选区激光熔化/激光粉末床熔融(SLM/LBPF)工艺窗口; (b)高扫描速度下的未熔合缺陷;(c)工艺窗口中得到的高致密样品;(d)高激光功率下的匙孔缺陷。(2) 成形工艺与后续热处理工艺对微观组织的影响
在这一部分我们介绍了打印态原始β柱状晶中α’马氏体组织、退火态的α+β片层组织、固溶时效态的α+β双片层或双态组织,与热等静压态α+β片层组织;深入讨论了成形工艺与热处理工艺对微观组织演化的影响。如图4所示,在双相区固溶时效(α+β STA)处理中,固溶温度与时间可大影响初生α相的组织特征。
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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。