东莞市大朗镇真空汽淬油淬质量

　　（图片来源:参考文献[1]）“万能金属”是如何炼成的？

　　在医疗领域，钛合金要完成从金属原料到“人体好搭档”的华丽变身，需要经历一系列精密的加工过程。

　　传统锻造法通过反复锤炼来塑造钛合金。比如，铸造法是将熔化的钛合金倒入模具，适合制作牙冠等小型零件，但内部可能产生微小气孔；锻造法是用万吨压力机反复捶打，使钛板强度提升2-3倍。这些方法虽然成熟，但很难做出复杂的内部结构。

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　　TA1 钛合金薄板质量轻、耐腐蚀，并且具有良好的力学性能，除了在航空航天、医疗等传统领域应用广泛，近些年还涉及到高端橱柜等，比如抑菌水槽和婴儿碗等。TA1 含钛Ti:1.0~2.5，铝Al: 0.7~2.0，锰Mn:0.30，铁Fe:0.08，碳C:0.05，氮N:0.012，氢H:0.15，氧O:0.10，其他元素单一总和余:0.40

　　TA2 钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.25。

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　　TC4疏松多孔的氧化皮结构促进氧传质，加速氧化，不仅使TC4氧化皮粗糙，而且使TC4氧化皮明显厚于TA1氧化皮。(2)TA1和TC4的富氧层厚度分别为5 μm和60 μm。TC4氧化皮的多孔结构促使TC4产生比TA1更厚的富氧层。

　　(3)硬化层厚度与富氧层厚度基本一致，说明富氧层中氧原子间隙的固溶强化作用促进了硬化层的生成。

　　钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/立方厘米，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25%，断面收缩率ψ=25%，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

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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。