深圳市福田区超深冷加工厂

　　固溶时间对TC11钛合金显微组织的影响当TC11钛合金在相变点以下加热时，固溶温度对初生等轴 α 相的含量和分布有显著影响。 随着固溶温度的升高，初生等轴 α 相的含量增多。 当固溶温度接近相变点时，初生等轴 α 相的含量迅速减少。随着固溶温度的继续升高，显微组织变成以 β 相为基体，含有少量次生 α 相和部分针状马氏体的组织。当固溶温度为950℃ 时，随着固溶时间的增加，晶界 α 相生长，片状 α 相转变为块状 α 相与等轴 α 相混合的组织。 当固溶温度到达980℃ 时，随着固溶时间的增加，TC11钛合金的显微组织变化不明显，只是固溶温度对合金的显微组织起着影响作用。

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　　从20世纪80年代起，钛合金就已经逐渐被用于口腔修复、牙体种植、义齿支架等领域。时至今日，钛合金作为生物医用植入材料研究热点，在医疗方面的应用已涉及到人工关节、血管支架、骨科器械等。TC4作为一种常用生物医用钛合金，已经在我国临床应用。传统的钛合金加工方法是铸造法，操作复杂，精度差、成本高且污染环境。目前，选区激光打印钛及钛合金被广泛应用于制作冠桥修复体、牙种种植、义齿支架、种植体基台等牙科领域，以及人工关节假体（如髋、膝踝、肩、肘等）、骨结合产品、骨创伤产品和脊柱内固定系统等骨科领域。

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　　低温钛合金发展与应用低温下使用的结构件要求在保持一定强度的同时，还要求有良好的塑性、低的热导率和优良的加工性能。国内外低温用结构材料主要是不锈钢、铝合金、钛合金和镍基合金等。钛合金在低温下具有良好的综合性能，多年来一直受到世界各国的普遍重视。低温下钛合金屈服强度大幅上升，约为奥氏体不锈钢的3~6倍；但断裂韧性随温度降低而降低，约为奥氏体不锈钢的0.25~0.5。由于钛合金的密度比不锈钢小得多，并且在低温下热传导率低、膨胀系数小、无磁性，所以在航空航天、超导等领域作为一种重要的低温工程材料来使用。

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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。