钛合金加热的特点
钛合金熔炼的特点
钛合金熔炼的特点钛合金的熔炼与常用的金属相比有较大不同，主要原因在于钛及其合金是一种高化学活性金属，在熔融状态下，几乎与所有的耐火材料发生化学反应，因此不能在大气中进行熔炼。
必须在水冷铜坩埚中及真空或氩气、氖气等惰性气氛中熔炼。
因此，熔炼环境与坩埚是钛合金与其他合金熔炼技术的主要不同之处。
钛合金熔炼根据热源不同，可分为电磁感应熔炼、电弧熔炼、等离子弧熔炼、电子束熔炼等。
当然还可进一步分类，如电弧熔炼可分为自耗电弧熔炼和非自耗电弧熔炼等。
根据所用坩埚不同，可分为普通坩埚熔炼、凝壳熔炼、冷床熔炼等。
在钛合金铸锭纯净度要求不高的情况下，可采用石墨坩埚或者某些氧化物坩埚熔炼。
生产中大多数采用的是凝壳熔炼，可获得高纯度钛合金铸锭。
近年来又发展了悬浮无坩埚熔炼技术，可进一步提高钛合金熔炼的纯净度。
钛合金熔炼过程中极易与环境中的气体发生反应从而吸收杂质元素。
随着航空航天等工业的快速发展，对钛合金质量的要求也越来越高。
钛合金的性能在很大程度上取决于合金中间隙元素（H、O、N等）的含量。
钛及其合金中的杂质元素常常是决定它们性能和应用范围的重要因素。
O元素对TiAl合金的负面影响最大，能够显著地恶化合金的力学性能。
对于TiAl合金这种滑移系较少的合金系来说，在极高纯度的时候，1/2<110>普通位错能够大量开动，此时TiAl合金具备一定的塑性，而随着O含量的增多，这类普通位错将被大量抑制，这是由于O元素对位错线的钉扎作用。
在O含量较多的合金中，变形基本来源于超位错的开动，因此室温下合金表现出很强的脆性。
随着O含量的降低，合金的室温塑性将会逐渐升高。
溶解于钛合金中的H是使铸锭产生气孔、疏松的主要原因。
钛合金中的N及其他化合物夹杂，会恶化材料的工艺性能和力学性能。
以钛合金吸O为例，O的溶解过程大致分为以下三个步骤：气氛中的O2首先吸附在钛合金熔体表面上；O2分解为O原子；O原子扩散到合金熔体中直至达到其饱和溶解度。
钛合金的热处理基本原理
钛合金的热处理基本原理钛合金的热处理基本引言钛合金是一种重要的结构材料，具有广泛的应用领域。
然而，由于其特殊的化学成分和晶体结构，钛合金的热处理相对复杂。
在本文中，我们将从浅入深地介绍钛合金的热处理基本原理。
1. 钛合金的结构与特点钛合金由钛和其他合金元素组成，具有较高的强度、优良的耐腐蚀性和低的密度。
然而，钛合金的晶体结构也使其具有一些局限性，例如易形成过热α相和热稳定β相的共存状态。
2. 热处理的基本概念热处理是通过加热和冷却来改变材料的结构和性能的方法。
对钛合金进行热处理可以改变其晶粒尺寸、相组成和晶体方向性，从而调控其力学性能和耐腐蚀性。
3. 热处理的常见方法钛合金的热处理常见方法包括退火、时效、固溶处理和淬火等。
这些方法可以单独应用，也可以组合使用，以便达到最佳的材料性能。
•退火退火是将钛合金加热至适当温度并经过一段时间保温后缓慢冷却的过程。
退火可以消除内部应力、改善材料的塑性和韧性，并提高晶体的等轴性。
•时效时效是在退火完成后，将钛合金再次加热至一定温度下保温一段时间，然后冷却的过程。
时效能够使钛合金中的析出相达到最优化的状态，进一步提高材料的强度和韧性。
•固溶处理固溶处理是将钛合金加热至固溶温度，并迅速冷却以保持固溶状态。
固溶处理可以改善合金的可加工性，但会降低强度和耐蚀性。
•淬火淬火是将钛合金迅速冷却至室温，以形成固溶相。
淬火可以使合金获得最高的强度和硬度，但可能导致脆性增加。
4. 热处理过程中的微观变化在钛合金的热处理过程中，晶体结构和相组成会发生微观变化。
热处理可以引起晶粒长大或细化、相转变或析出反应。
这些变化对材料的性能具有重要影响。
结论综上所述，钛合金的热处理是调控其性能的重要方法。
不同的热处理方法可以针对不同的应用需求选择。
熟悉钛合金的结构和特点，并理解热处理的基本原理，对于正确应用热处理技术具有重要意义。
参考文献[1] Gupta, , Aman, D., Kashyap, , & Patnaik, A. (2016). Heat treatment of titanium alloys - A review. Materials Science and Engineering: A, 654, .。
tc4钛合金热处理工艺
tc4钛合金热处理工艺
tc4钛合金热处理工艺
一、tc4钛合金的特点
1. 合金成分：碳含量低，钛素低，有极好的耐腐蚀性；
2. 耐热性强：有效的抗拉断力，抗热变形和热疲劳性能；
3. 力学性能好：可靠性强，塑性差，对电弧焊及半导体封装等有较好的适应性。
二、tc4钛合金热处理工艺
1. 时效处理：适用于钛合金件起软化促进塑性及进一步力学性能改善的功能。
钛合金件时效处理时间为900~980度，一般以15~30min/cm 件厚为准；
2. 渗碳处理：渗碳处理是利用碳在数量级上对金属合金的组织及性能产生较大影响的特性，使金属合金的力学性能更佳；
3. 热处理：主要用于钛合金表面有脆性区时，通过热处理可使表面局部组织完善，改善表面的机械性能及抗热腐蚀性能；
4. 特殊处理：钛合金的磨粒处理及喷涂等特殊处理，可以提高其表面耐磨损性，从而提升其机械性能。
三、tc4钛合金热处理注意事项
1. 正确选择处理工艺：要根据tc4钛合金件的性能要求正确选择处理工艺，在热处理中可以根据材料的淬透性来决定加热速率；
2. 严格控制处理温度：tc4钛合金的处理工艺中，应该对处理温度进行精确的控制，以免造成材料的性能降低；
3. 良好的处理环境：为了防止钛合金的氧化，在热处理过程中应当调整好环境，保证温度、湿度、过氧化物等能够达到要求；
4. 常规维护：热处理完成后，要针对tc4钛合金件进行常规维护，确保其性能能够达到设计要求。
钛合金过热过烧的标准
钛合金过热过烧的标准一、钛合金过热过烧标准钛合金的过热过烧是指在高温下，合金元素在钛基体中的溶解度超过了其在固态下的溶解度，从而在冷却过程中析出形成粗大的金属间化合物，导致合金性能显著降低的现象。
过热过烧会导致钛合金的力学性能、疲劳性能、抗腐蚀性能等显著下降，因此需要严格控制钛合金的加热温度和加热时间，避免出现过热过烧。
根据相关标准，钛合金的过热过烧可以通过检查合金元素的偏析程度来判定。
具体标准如下：1.钛合金中β相稳定元素（如Mo、Nb等）的含量应不超过其在钛基体中的溶解度，以避免在高温下形成粗大的金属间化合物。
2.钛合金中α相稳定元素（如Al、Ti等）的含量应适当控制，以保证钛合金具有一定的强度和韧性。
3.在热处理过程中，钛合金的加热温度和加热时间应严格按照标准进行控制，避免出现过热过烧。
二、钛合金过热过烧的检测方法1.显微组织观察：通过金相显微镜或扫描电子显微镜观察钛合金的显微组织，检查是否存在粗大的金属间化合物或元素偏析现象。
2.化学成分分析：采用光谱分析、质谱分析或能谱分析等方法，测定钛合金中各元素的含量，以评估是否存在元素偏析。
3.力学性能测试：对钛合金进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试，以评估其力学性能是否符合标准要求。
4.硬度测试：采用硬度计对钛合金进行硬度测试，以评估其硬度和韧性是否符合标准要求。
三、钛合金过热过烧的预防措施1.控制加热温度和加热时间：严格按照标准控制钛合金的加热温度和加热时间，避免出现过热过烧。
2.合理选择热处理工艺：根据钛合金的种类和性能要求，选择合适的热处理工艺，以获得最佳的性能。
3.加强工艺控制：加强生产过程中的工艺控制，确保每道工序都符合标准要求，避免出现批量性的过热过烧问题。
4.优化合金成分：通过优化钛合金的成分，可以降低过热过烧的风险。
例如，适当增加β相稳定元素、减少α相稳定元素等。
5.加强质量检验：对钛合金产品进行严格的质量检验，包括显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试等，以确保产品质量符合标准要求。
钛合金热处理
钛合金热处理概述钛合金是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀性好等优点的重要结构材料。
然而，钛合金的性能还受到热处理工艺的影响。
本文将介绍钛合金热处理的基本概念、常见工艺以及热处理后钛合金的性能变化。
热处理工艺钛合金的热处理工艺主要包括退火、时效处理和固溶处理等。
下面将详细介绍每种热处理工艺的原理和步骤。
退火退火是钛合金常用的热处理工艺之一，通过加热和持温使材料晶粒长大，消除应力和改善材料的机械性能。
退火的具体步骤如下：1.加热：将钛合金材料放入炉中，以逐渐升高温度的方式进行加热。
2.保温：在达到合适的退火温度后，保持材料在该温度下一定的时间。
3.冷却：将材料从炉中取出，在大气中自然冷却至室温。
时效处理时效处理是通过合理的时间和温度控制，使合金中的相发生相互转变，提高材料的硬度、强度和耐蚀性。
时效处理的步骤如下：1.固溶处理：将预处理好的钛合金材料加热至固溶温度，保持一定时间，使溶解相均匀分布。
2.快速冷却：迅速将材料从固溶温度快速冷却至较低温度，比如水淬或油淬。
3.时效处理：将快速冷却后的材料再次加热至时效温度，保持一定时间，使相转变发生。
固溶处理固溶处理是将固溶体加热至一定温度，使其中的溶质完全溶解，然后通过快速冷却将其固定。
固溶处理的步骤如下：1.加热：将钛合金材料放入炉中，以逐渐升高温度的方式进行加热至固溶温度。
2.保温：在固溶温度下保持一定的时间，使溶质彻底溶解。
3.快速冷却：迅速将材料从固溶温度快速冷却至较低温度，比如水淬或油淬。
热处理后钛合金的性能变化钛合金经过热处理后，其性能会发生一系列变化，主要包括硬度、强度和耐蚀性等。
以下是热处理对这些性能的影响：硬度通过固溶处理和时效处理，钛合金的硬度可以显著提高。
固溶处理可以使固溶体中的溶质溶解，消除溶质对晶格的影响，提高硬度。
时效处理则可以通过相转变的方式使钛合金的硬度进一步增加。
强度热处理对钛合金的强度也有显著的影响。
退火处理可以消除材料中的内应力，提高韧性和韧性与强度的平衡。
钛合金锻造技术解答
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注：玻璃润滑剂是由玻璃粉、稳定剂、固结剂以及水构成的悬浮液
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钛合金锻造基础
锻造设备类型与应变速率的关系
锻 造 设 备
液压 慢速液压
10-2~ 1
锻锤 机械压力 （快速）
10~ 200
1~ 30
10-4~ 10-2
平均应变速率/s-1
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钛合金的常用术语
原始β晶粒
α集束
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钛合金的常用术语
其他术语参见GB8755-1988
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2008-09-09
钛合金锻造基础
变形量控制 变形量： 钛合金的临界变形2—12%，实际控制应 在15—20%以上; 变形30—40%,可细化 组织；60—70%以上可将粗针状组织细 化转变为球状组织
与热效应综合考虑
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钛合金锻造基础
清理
{
氧化皮的清除 α壳层的清除
喷砂
可清除0.13~0.76mm厚的锈皮，喷砂设备：装有磨料的 滚筒、喷丸或喷砂装置
自由锻、挤压、平锻、快锻、精锻
β区加热，足够变形量，变形先小后大， 防止裂纹和局部变形。
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常用开坯设备
钛合金的生产流程
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钛的基本特征
钛元素的基本特征
(1) 密度(纯钛密度介于铝 和铁之间。 (2) 导热性差，导热率仅 为铁的1/6，铝的1/15。 (3) 摩擦系数较大。 (4) 热膨胀系数较低。 (5) 弹性模量较低。 (6) 无磁性。
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不可明火加热的原因
钛合金是一种具有优异性能的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
然而，钛合金在加工过程中需要注意不可明火加热，这是由于以下几个原因：
1. 钛合金的低燃点：钛合金具有相对较低的燃点，其点火温度约为600℃。
一旦钛合金被明火加热超过其燃点，就容易发生燃烧，引发火灾。
因此，在加工过程中应采用非明火的加热方式，如电阻加热、电子束加热等。
2. 钛合金的氧化性：钛合金在高温下容易与氧气发生反应，形成钛的氧化物，导致表面质量下降，甚至影响材料的力学性能。
因此，在加工过程中避免明火加热不仅可以降低火灾风险，还可以减少氧化反应，提高材料的质量和性能。
3. 钛合金的热导率：钛合金具有较高的热导率，加热后热量迅速传导到材料的其他部分，使得局部温度迅速升高。
如果使用明火加热，容易导致局部温度过高，使材料产生变形、熔化等问题，影响加工质量。
因此，采用非明火加热可以更加精确地控制加热温度，避免过热导致的问题。
钛合金不可明火加热的原因主要包括其低燃点、氧化性和热导率。
在钛合金的加工过程中，必须注意采用非明火的加热方式，以确保安全、提高材料质量和性能。
钛合金热处理
钛合金热处理
钛合金是一种由钛、铝、氧和氮组成的铝基合金，具有良好的耐腐蚀性、耐热性和良
好的力学性能。
钛合金热处理是改善其物理和机械性能的重要步骤，包括固溶热处理和
组织调整等步骤。
钛合金固溶热处理是温度比较高的热处理，主要是为了增强合金的机械性能和耐腐蚀性。
该热处理通常在1100℃～1200℃的温度下，用一定的时间进行预热，然后降温，让材料中的结晶晶体达到足够数量，以满足使用寿命的要求。
在固溶热处理过程中，可以形成
针状结晶结构，以改善材料的性能。
另一种重要的热处理方法是组织调整热处理，主要是为了改善材料的结构，从而改善
其机械性能。
钛合金组织调整热处理一般在500℃～800℃的温度下进行，可以形成α-
α+β双相结构，通过加热、预热和对材料进行延长时间，从而减少中空和晶界等缺陷，
从而提高外部载荷和抗疲劳性能。
此外，还有一种热处理方法，即细化处理热处理，主要是为了改善材料的性能，提高
耐热性能。
该热处理可以用来细化钛合金的晶体结构，以提高材料的抗疲劳性能。
总之，钛合金的热处理主要有固溶热处理、组织调整热处理和细化处理热处理等，这
些热处理方法可以有效改善其物理和机械性能，使其更加适宜用于高温环境中的工程应用。
钛合金的热处理基本原理(一)
钛合金的热处理基本原理(一)钛合金的热处理基本1. 什么是钛合金的热处理？钛合金是一种轻巧、高强度、耐腐蚀的金属材料。
然而，由于钛合金的制造过程中可能会导致材料内部存在一些不稳定晶相或缺陷，因此需要进行热处理。
热处理是通过加热和冷却的不同方式改变钛合金的晶体结构和性能，以达到所需的材料性能。
本文将介绍钛合金热处理的基本原理和常用方法。
2. 钛合金的热处理原理钛合金的热处理原理基于以下两个基本原则：固溶处理原理固溶处理是指将钛合金加热至其固溶温度以上，使合金中的溶质原子均匀地溶解在基体晶格中。
通过固溶处理，可以消除钛合金中的不稳定相，提高合金的强度和塑性。
相变处理原理相变处理是指在固溶处理的基础上，通过控制冷却速度使钛合金的晶体结构发生相变。
相变处理可以改变钛合金的晶体结构和晶界形貌，从而调整其力学性能和耐腐蚀性能。
钛合金的热处理方法主要包括固溶处理和时效处理两种。
下面将分别介绍这两种方法：固溶处理固溶处理是钛合金热处理的基础步骤，它可以消除钛合金中的不稳定相和缺陷，提高合金的强度和塑性。
固溶处理的具体步骤如下：•加热：将钛合金加热至其固溶温度以上，一般在摄氏度范围内。
•保温：保持合金在固溶温度下足够长的时间，使溶质原子充分溶解在基体中。
•冷却：迅速冷却合金至室温，固定溶质原子在基体中。
时效处理时效处理是在固溶处理的基础上进行的钛合金热处理方法，通过控制冷却速度，使合金的晶体结构发生相变，从而调整其力学性能和耐腐蚀性能。
时效处理的具体步骤如下：•固溶处理：按照固溶处理的方法对钛合金进行加热和冷却处理。
•时效处理：将处理过的钛合金再次加热至合金中存在的稳定相的温度，并保持一段时间。
•冷却：迅速冷却合金至室温，固定相变后的晶体结构。
钛合金的热处理广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
通过热处理，可以增加钛合金的强度和保持其良好的耐腐蚀性能，提高材料的使用寿命。
5. 结论钛合金热处理是一种重要的材料加工方法，通过固溶处理和时效处理可以调整钛合金的晶体结构和性能。
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不能直接使用明火加热，主要是因为以下几个原因：
1. 高温氧化：钛合金在高温下容易与氧气发生反应，形成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜会阻碍热量的传递，导致加热不均匀，甚至可能引起局部过热，从而影响材料的性能和使用寿命。
2. 吸气污染：钛合金在加热过程中会吸收空气中的氮气、氢气等气体，形成脆性的金属间化合物，降低材料的力学性能。
这些吸气污染物还可能导致零件的变形、开裂等问题。
3. 热膨胀系数不匹配：钛合金的热膨胀系数较低，与其他金属材料相比差异较大。
在明火加热过程中，由于温度的变化，钛合金与其他材料之间的热膨胀系数不匹配，可能导致应力集中，从而引起材料的变形或开裂。
为了避免上述问题，在对钛合金进行加热处理时，通常采用电炉、感应加热等间接加热方式，以控制加热温度和速度，避免产生不必要的氧化、吸气和热应力。
同时，在加热过程中还应注意保持材料表面的清洁，避免污染和异物的进入。
总之，钛合金不能直接使用明火加热，需要采用适当的加热方法和工艺，以确保材料的性能和质量。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的加热方式，并严格按照相关标准和规范进行操作。
tc4钛合金的热成型温度
tc4钛合金的热成型温度tc4钛合金是一种高性能的金属材料，在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域得到广泛应用。
热成型温度是其热加工过程中的重要参数之一。
本文将就tc4钛合金的热成型温度进行探讨，并提供一些相关的参考数据和建议。
1. tc4钛合金的特性tc4钛合金由钛、铝、铁等元素组成，具有优异的热力学性能和力学性能。
其特点包括高强度、耐腐蚀性好、低密度、良好的可焊性和加工性能等。
因此，tc4钛合金被广泛应用于高温、高强度和耐腐蚀的工作环境中。
2. 热成型温度的定义热成型温度是指将tc4钛合金加热至一定温度范围内进行成型加工的温度。
热成型可以使材料在较低的应力条件下进行塑性变形，以提高成形性和减少加工难度。
合理选择热成型温度对于保证成形性能和提高加工效率都具有重要意义。
3. 影响热成型温度的因素（1）tc4钛合金的化学成分：不同的化学成分会影响合金的热稳定性和相变温度范围。
因此，在选择热成型温度时需要考虑合金的具体成分。
（2）热成型方法：常见的热成型方法包括热挤压、热轧、热锻等。
不同的热成型方法对应不同的成型温度范围。
（3）成型工艺要求：不同的成型工艺对热成型温度有不同的要求。
例如，对于需要进行精确成型的零件，热成型温度的控制就更为关键。
4. tc4钛合金的常用热成型温度范围根据不同的热成型方法和工艺要求，tc4钛合金的热成型温度在600℃至900℃之间。
具体选择的温度范围需要根据具体情况进行调整。
5. tc4钛合金热成型温度的影响（1）成形性能：合理选择热成型温度可以提高tc4钛合金的成形性能，降低成形过程中的应力和变形阻力，减少裂纹和变形缺陷的产生。
（2）材料性能：热成型温度也会影响tc4钛合金的晶粒尺寸和晶界结构。
适当的热成型温度可以促进晶粒细化和均匀化，提高材料的强度和韧性。
（3）加工效率：选择合适的热成型温度可以提高热成型的效率和质量，减少不必要的能耗和成本。
6. 注意事项和建议（1）在确定热成型温度时，需结合tc4钛合金的具体成分和成型工艺要求来进行选择。
钛合金简介资料.
钛合金的热加工
Titanium Alloy
真空电弧炉是将自耗电极直接熔化在坩埚内，然后铸成铸 锭；真空凝壳炉虽然也是将自耗电极熔化在坩埚内，但先 在坩埚壁上凝固为一薄层“凝壳”，起到保护钛液不被干 过材料污染和隔热作用，以便在坩埚内形成一个熔池，当 溶液达到需要量时便反转坩埚，将金属液注入铸型，形成 铸件。
完全退火：目的是为了获得好的韧性，改善加工性能，有 利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。
固溶处理和时效：目的是为了提高其强度，α钛合金和稳定 的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。 α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处 理和时效使合金进一步强化
钛合金的机加工
Titanium Alloy
钛合金切削特点
(1)变形系数小：变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩 擦的路程大大增大，加速刀具磨损。
(2)切削温度高：导热系数很小，切屑与前刀面的接触长度极短，切 削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内。 在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 (3)单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20%，由于切屑 与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容 易造成崩刃。
合金元素的性质和含量而变化。钛合金加热转变的主要特点在 于α→β转变的体积变化效应小(约0.17％)，相变应力值低，且因 体心立方β相自扩散系数高，故转变迅速，不易过热，合金一旦 进入β相区，晶粒尺寸迅速增大，因此难以利用相变重结晶方式 细化晶粒，这一点与一般钢材有明显差异。
Titanium Alloy
钛合金的机加工
Titanium Alloy
1、尽可能使用与钛合金化学亲和力小、导热性好、硬质合金刀 具，如钨钴类硬质合金。低速下断续切削时可选用耐冲击的超 细晶粒硬质合金，成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。 2、采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长 度，减小工件与后刀面的摩擦，刀尖采用圆弧过渡刃以提高强 度，避免尖角烧损和崩刃。 3、保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。 4、切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧 刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快； 5、切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀 具耐用度。 6、加工时须加冷却液充分冷却
钛合金锻造温度范围
钛合金锻造温度范围钛合金是一种优质金属材料，具有优异的机械性能和抗腐蚀性能。
在工业领域广泛应用的钛合金通常通过锻造工艺进行成型。
而其中的锻造温度范围则是确保钛合金锻造质量的关键因素之一。
钛合金的锻造温度范围一般在800℃-1000℃之间。
在这个温度范围内，钛合金具有良好的塑性和可锻性，能够适应锻造过程中的变形需求。
高于1000℃时，钛合金会发生过烧现象，熔点温度介于1670℃-1750℃，此时会损害钛合金的化学成分和力学性能。
因此，严格控制锻造温度范围是确保钛合金锻造质量的重要步骤。
在进行钛合金锻造时，除了温度范围的要求外，还需要注意以下几个因素：1. 加热速率：钛合金具有较高的热膨胀系数，需要逐渐升温以避免热应力造成的变形和裂纹。
因此，加热速率应适中，避免过快或过慢。
2. 保温时间：保持合适的保温时间可以确保钛合金达到充分的热稳定状态，使其具备较好的塑性和可锻性。
保温时间通常根据钛合金的厚度和形状来确定。
3. 冷却速率：钛合金的锻造过程通常需要进行冷却来固化内部组织。
过快的冷却速率会导致组织不均匀，影响材料的性能。
因此，冷却速率应适中，避免过快或过慢。
4. 规模控制：在进行钛合金锻造时，要根据具体情况选择合适的锻造设备和模具。
通过控制锻造压力和变形过程，可以有效避免因过大或过小的尺寸变化而影响钛合金的锻造质量。
总之，钛合金的锻造温度范围是确保钛合金锻造质量的关键因素。
通过控制加热速率、保温时间、冷却速率和规模，我们可以获得优质的钛合金锻件。
同时，合适的温度范围和工艺参数也可以保证钛合金锻造工艺的高效性和可持续发展。
钛合金不可明火加热的原因
钛合金不可明火加热的原因
钛合金是一种具有广泛应用价值的金属材料，它具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。
然而，尽管钛合金具有许多优点，但它却不可通过明火加热。
钛合金的熔点较高，约为1668摄氏度，远高于一般的明火温度。
明火加热无法提供足够的热量来使钛合金达到熔点，因此钛合金难以通过明火加热来加工和塑性变形。
这也是钛合金加工过程中常用的熔金和固态加工方法的原因之一。
钛合金在高温下容易与氧气发生反应，生成钛氧化物。
钛氧化物具有很高的熔点，形成在钛合金表面会形成一层致密的氧化物膜，使钛合金与周围环境隔绝，从而保护钛合金不被进一步氧化。
然而，在明火加热的过程中，氧气很容易与钛合金发生反应，导致钛合金表面氧化层的破坏，进而影响钛合金的性能和使用寿命。
明火加热会产生明亮的火焰，火焰中含有大量的氧气。
钛合金在明亮的火焰中加热，容易引发燃烧反应，甚至产生爆炸。
钛合金的燃烧温度较低，只需达到650摄氏度左右，就能发生燃烧反应。
这也是为什么钛合金在加工过程中需要采取防护措施，避免与明火接触的重要原因之一。
钛合金不可通过明火加热的原因主要有三个：钛合金的高熔点使其
难以通过明火加热来加工和塑性变形；钛合金容易与氧气发生反应，形成致密的氧化物膜来保护自身；明火加热会导致钛合金燃烧或产生爆炸。
因此，在钛合金加工和使用过程中，需要采取适当的加热方式和防护措施，以确保钛合金的性能和安全。
钛合金轧制前加热工艺
钛合金轧制前加热工艺钛合金轧制前加热工艺，听起来就像是高科技的产物，对吧？它的背后可是有一番故事的。
钛合金，那可是个牛气冲天的材料，轻巧、强度高，广泛应用于航空、航天等领域，简直就是现代工业的“超级英雄”。
但是，别看它这么厉害，想要把它处理好，还真不是件简单的事儿。
就拿轧制前加热这件事来说吧。
嘿，听起来有点复杂，但其实道理还挺简单的。
咱们说说为什么要加热。
想象一下，你一块硬邦邦的钛合金，如果不先加热，就像一个不太情愿的孩子，怎么可能乖乖地听话，乖乖地变成你想要的形状呢？所以，得给它点热乎的，让它放松一下，才能顺利轧制。
加热的温度和时间可是有讲究的，低了不行，高了也不行，得把握得刚刚好。
就像烤蛋糕，要是温度不对，那可就变成了一坨焦炭。
咱们再说说加热的设备。
现代科技真是发展得飞快，很多厂子都用上了先进的加热炉。
这些炉子可是个精致的大家伙，能把温度控制得精准无比。
想象一下，像是在家里做饭，火候太大了，菜炒糊了，那可就麻烦了。
对吧？同理，钛合金加热也得精益求精，不能让它受到任何损伤。
再说了，加热过程中还得注意均匀性，不能一边热得红红火火，另一边却冷得像冰块。
这种情况下，轧制出来的成品可就惨不忍睹了。
说到这里，不得不提一下加热环境。
加热的气氛可不是随便的，得保持在一个干净、无氧的环境中。
你说，这些钛合金可都是经过万千磨难才来到你面前的，怎么能让它们在加热的过程中受到污染呢？想象一下，像是在吃大餐，旁边却全是垃圾，那心情也得大打折扣。
对吧？所以，清洁的环境对钛合金的加热至关重要。
加热之后的钛合金可得好好保护。
别让它碰到不干净的东西，要不然可就麻烦了。
轧制后的钛合金要经过一系列的检验和处理，确保没有瑕疵。
这就像是给孩子上学，成绩得好，品德也得棒，不然怎么能让人放心呢？随着科技的发展，很多企业开始探索新的加热工艺，比如感应加热和红外加热。
这些新方法不仅高效，还能节能减排，真是一举两得。
你想啊，谁不想省点电费呢？这些新技术也在不断提高钛合金的加工质量，真是让人拍手叫好。
钛及钛合金塑性变形加工的感应加热（上）
钛及钛合金塑性变形加工的感应加热（上）李韵豪【摘要】根据钛及钛合金塑性变形加工（锻造）前加热的特点，以工业纯钛、TC4钛合金为例，论述钛及其合金的热物理参数、加热温度范围、加热规范、避免坯料因加热不当而引起的各种缺陷。
提出针对不同品种的钛及其合金感应加热频率、功率、加热（含保温）时间的确定，感应加热方案的制订及感应器参数的计算、测温温控。
【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】6页(P31-36)【作者】李韵豪【作者单位】【正文语种】中文【编者按】常用的有色金属如铝、铜、钛、锆、钽、铌、镁等及其合金因具有一系列非常优异的特性，其塑性变形制品在航空航天、国防、汽车、机车及民用等诸多领域得到越来越广泛的应用。
这些有色金属及其合金塑性变形前的加热，也正由传统火焰炉加热向高效节能的感应加热过渡，更多的锻造厂家已意识到，感应加热是有色金属及其合金诸多加热方式中更先进、更理想的加热方式。
1. 钛及钛合金的分类钛及钛合金是20世纪50年代才兴起的一种新型金属材料。
钛及其合金具有密度小、比强度高、热导率低、无磁性、耐高低温、耐腐蚀等特点。
由于钛及其合金特殊的物理性能和化学性能，作为一种重要的战略物资，被广泛应用于航空航天、舰船、兵器、石油、化工、能源、海洋工程、核电工程及民用产品等领域。
关于钛及其合金的分类，不同文献有较大差异，采用麦克格维伦60年前提出按照钛及其合金退火状态相组成来分类（塑性变形加工前的钛及其合金基本都是退火态）。
按此方法，大致将钛及其合金划分为α型合金、α+β型合金、β型合金三大类。
随着钛及其合金品种的扩大，后人将其分为五类，对于退火后的基本组织：①α相的称之为α型合金。
②α相+β相，但以α相为主的称为近α型合金。
③α相+β相称为（α+β）型合金。
④β相，但有一定α相的称为近β型合金。
⑤β相称为β型合金。
工业纯钛（TA1～TA4等）属于α型钛合金；T C4（Ti-6AL-4V）属于（α+β）型钛合金。
钛合金锻造知识
钛合金锻造知识钛合金是一种轻量化、高强度、耐腐蚀的金属材料，广泛应用于航空航天、生物医学、汽车和化工等领域。
钛合金锻造是通过加热和塑性变形的方式将钛合金加工成所需形状和尺寸的零件，为了获得优质的钛合金锻件，我们需要掌握以下关于钛合金锻造的知识。
1. 钛合金锻造的优点钛合金锻造具有以下优点：•高强度和优异的耐腐蚀性能•低密度，轻量化设计•良好的热导性和导电性•良好的可塑性，易于加工因此，钛合金锻造在航天航空、船舶、医疗和军事等领域中得到广泛应用。
2. 钛合金锻造的工艺钛合金锻造的工艺主要包括以下几个步骤：2.1 钛合金预热在钛合金锻造过程中，预热是一个重要的步骤。
通过对钛合金材料进行适当的预热，可以提高其塑性和变形能力，减少断裂和裂纹的产生。
2.2 钛合金加热钛合金的加热温度通常在其熔点以上50°C左右进行。
适当的加热温度可以使钛合金变得柔软，易于变形。
2.3 钛合金锻造钛合金锻造主要包括冷锻和热锻两种方式。
•冷锻：在常温下进行的钛合金锻造。
冷锻可以提高钛合金的强度和硬度，但对于复杂形状的零件来说，冷锻的工艺性较差。
•热锻：在高温下进行的钛合金锻造。
热锻可以获得更好的塑性，适用于复杂形状和大尺寸的钛合金零件的加工。
2.4 钛合金热处理钛合金锻造后通常需要进行热处理，以消除内部应力，提高材料的强度和耐腐蚀性能。
2.5 钛合金表面处理钛合金锻件在加工后需要进行表面处理，包括除氧化皮、打磨抛光和防腐蚀等步骤，以提高表面质量和延长使用寿命。
3. 钛合金锻造的注意事项在进行钛合金锻造时，需要注意以下事项：•测量和控制材料的温度，避免温度过高或过低导致材料性能下降或变形。
•控制锻造速度和压力，避免过快或过慢引起裂纹或变形。
•使用合适的模具和预热设备，以确保材料的均匀加热和塑性变形。
•进行适当的热处理和表面处理，以提高材料的性能和外观质量。
•遵守相关的安全生产规范，防范火灾和爆炸等事故。
结论钛合金锻造是一种重要的制造工艺，可以为各行业提供高性能和高质量的零件和部件。
ta15热处理工艺
ta15热处理工艺
TA15是一种钛合金，具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和热加工性能等特点，因此广泛应用于航空航天、核工业、医疗设备等领域。
而TA15的热处理工艺则是其得以发挥优良性能的重要前提。
首先是热处理前的准备工作，包括将材料分为两组，一组为自由状态，一组为固定状态，并标记和记录每个试样的编号和位置。
其次是加热处理，TA15的热处理温度通常在900-1000℃之间，时间持续数小时。
加热过程需要控制升温速率和保持时间，使其达到均匀的温度分布，同时保证材料的质量和结构稳定。
重要的一点是要遵循加热-保温-冷却的步骤，不可过快或过慢地进行每一个阶段。
然后是淬火处理，TA15的淬火温度一般在700-800℃之间，淬火介质为水、油或氢气。
淬火过程的目的是通过快速冷却来形成细小的晶粒和高强度的组织结构。
此阶段也需要注意每一个环节的时间和温度控制、淬火介质的质量和温度控制等因素。
最后是回火处理，TA15的回火温度一般在500-650℃之间，时间约为数小时。
回火的目的是降低材料的硬度和脆性，使其具有更好的塑性和韧性。
注意回火的处理温度和时间都不可过高或过长，否则会影响材料的性能。
总之，TA15的热处理工艺是一个复杂而精细的过程，需要严格的温度控制、时间控制和工艺掌握。
只有按照正确的步骤进行，才能保证材料具有优良的性能和适用价值。
因此，在热处理前，必须进行充分的计划和准备工作，以确保每个步骤都能够顺利地进行，达到最终的预期目标。
钛及钛合金的钎焊
钛及钛合金的钎焊1 钛及钛合金的钎焊特点1.1 表面氧化物稳定钛对氧的亲和力很大，所以钛及其合金有强烈氧化的倾向。
钎焊时必须防止钛的氧化，并充分去除这层氧化膜。
1.2具有强烈的吸气倾向钛和钛合金在加热过程中会吸收氢和氮。
例如钛从250℃开始强烈地吸氢；400℃时吸氧；600℃时吸氮。
温度愈高，吸气愈猛烈。
吸气的结果，使合金的塑性、韧性急剧下降。
所以，钎焊时要防止加热区的氢化和氮化。
1.3 组织及性能变化a）纯钛在885℃时发生α→β的相变。
加热温度超过该温度，晶粒开始长大，温度愈高，晶粒愈大。
在冷却速度较快的情况下，在室温形成α＇相针状组织，这些组织使钛的塑性下降。
b）α钛合金，如 TA7(Ti-5Al-2.5Sn) 加热到927℃时发生的相变，到1038℃对全部转变为β相。
β相在冷却速度较快情况下同样形成α＇相针状组织。
α钛合金过热的倾向比纯钛小。
c）α+β钛合金，如 TC4(Ti-6Al-4V)，它的淬火温度为 850～950℃，时效温度为 480～550℃。
因此对这种钛合金，高温钎焊温度不宜比淬火温度高出很多，在较低温度下钎焊时，钎焊温度则不宜超过550℃，以免过时效而发生软化现象。
d）总之，钎焊钛及其合金时必须注意钎焊加热温度。
一般说来，钎焊温度不宜超过 950～1000℃，钎焊温度越低，对母材性能的影响也越小。
对淬火时效合金来说，也可以在不超过其时效温度的条件下进行钎焊。
1.4 形成脆性化合物钛与许多金属容易形成脆性化合物，用来钎焊其它金属的钎科一般均能同钛形成化合物，使接头变脆。
因此基本上都不适用于钎焊钛及其合金，使选择钎焊钛用的钎料存在一定的因难。
2 钎料2.1银基钎料a）纯银是最早用来钎焊钛的钎料。
银对钛的润湿性很好。
此时在钎缝的界面区形成金属间化合物 TiAg，与钛及其它金属的金属间化合物相比它不算太脆。
但是其线膨胀系数同钛的线膨张系数相比差别较大，在应力作用下易产生裂纹，故用银钎焊的接头强度不是很高。
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钛合金加热的第一个特点是，与铜、铝、铁和镍相比，钛的导热率低，加热的主要困难是：采用表面加热方法时，加热时间相当长。
大型坯料加热时，截面温差大。
与铜、铁、镍基合金的导热率随着温度的提高而下降不同，钛合金的导热率是随着温度的提高而增加。
钛合金加热的第二个特点是，当提高温度时它们会与空气发生强烈的反应。
当在650℃以上加热时，钛与氧强烈反应，而在700℃以上时，则与氮也发生反应，同时形成被这两种气体所饱和的较深表面层。
例如，当采用表面加热方式把直径350mm的钛坯料加热到1100～1150时，就需要在钛与气体强烈反应的温度范围中保温3～4h以上，则可能形成厚度1mm 以上的吸气层。
这种吸气层会恶化合金的变形性能。
在具有还原性气氛的油炉中加热时，吸氢特别强烈，氢能在加热过程中扩散到合金内部，降低合金的塑性。
当在具有氧化性气氛的油炉中加热时，钛合金的吸氢过程显著减慢；在普通的箱式电炉中加热时，吸氢更慢。
由此可知，钛合金毛坯应在电炉中加热。
当不得不采用火焰加热时，应使炉内气氛呈微氧化性，以免引起氢脆。
无论在哪类炉子中加热，钛合金都不应与耐火材料发生作用，炉底上应垫放不锈钢板。
不可采用含镍量超过50%的耐热合金板，以免坯料焊在板上。
为了使锻件和模锻件获得均匀的细晶组织和高的力学性能，加热时，必须保证毛坯在高温下的停留时间最短。
因此，为解决加热过程中钛合金的导热率低和高温下吸气严重的问题，通常采用分段加热。
在第一阶段，把坯料缓慢加热到650～700℃，然后快速加热到所要求的温度。
因为钛在700℃以下吸气较少，分段加热氧在金属中总的渗透效果比一般加热时小得多。
采用分段加热可以缩短坯料在高温下的停留时间。
虽然钛在低温时导热系数低，但在高温时导热系数与钢相近，因此，钛加热到700℃后，可比钢更快地加热到高温。
对于要求表面质量较高的精密锻件，或余量较小的重要锻件(如压气机叶片、盘等)，坯料最好在保护气氛中加热(氩气或氦气)，但这样投资大，成本高，且出炉后仍有被空气污染的危险，因此生产中常采用涂玻璃润滑剂保护涂层，然后在普通箱式电阻炉中加热。
玻璃润滑剂不仅可避免坯料表面形成氧化皮，还可减少α层厚度，并能在变形过程中起润滑作用。
工作时若短时间中断，应将装有坯料的炉子的温度降至850℃，待继续工作时，以炉子功率可能的速度将炉温重新升至始锻温度。
当长时间中断工作时，坯料应出炉，并置于石棉板或干砂上冷却。
自由锻主要用于铸锭的初加工，即制造圆戴面、方截面或矩形截面的棒材半成品。
单件或小批生产中自由锻比模锻在经济上更合理时，通常也采用自由锻来制造大尺寸毛坯。
从铸锭到成品棒材，其锻造过程通常分为三个阶段完成。
1.开坯它的始锻(开坯)温度在β转变点以上150～250℃，这时，铸造组织的塑性最好。
开始时应轻击、快击使锭料变形，直到打碎初生粗晶粒组织为止。
变形程度必须保持在20%～30%范围内。
把锭料锻成所需截面，然后切成定尺寸毛坯。
铸造组织破碎后塑性增加。
聚集再结晶是随温度升高、保温时间加长和晶粒的细化而加剧的，为了防止产生聚集再结晶，必须随晶粒细化逐步降低锻造温度，加热保温时间也要严格加以控制。
2.多向反复镦拔它是在β转变点温度以上80～120℃始锻，交替进行2～3次镦粗和拔长，同时交替改变轴线和棱边。
这样使整个毛坯截面获得非常均一的具有β区变形特征的再结晶细晶组织。
如毛坯在轧机上轧制，可不必进行此种多向镦拔。
3.第二次多向反复镦拔它与第一次多向反复镦拔方式一样，但始锻温度取决于锻后半成品是下一道工序的毛坯还是交付产品。
若是作下一道工序的毛坯，始锻温度可比β转变温度高30～50℃；若是交付产品，始锻温度则在β转变温度以下20～40℃由于钛的导热率低，在自由锻设备上镦粗或拔长坯料时，若工具预热温度过低，设备的打击速度低，变形程度又较大，往往在纵剖面或横截面上形成X形剪切带。
水压机上非等温镦粗时尤其如此。
这是因为工具温度低，坯料与工具接触造成金属坯料表层激冷，变形过程中，金属产生的变形热又来不及向四周热传导，从表层至中心形成较大的温度梯度，结果金属形成强烈流动的应变带。
变形程度愈大，剪切带愈明显，最后在符号相反的拉应力作用下形成裂纹。
因此，在自由锻造钛合金时，打击速度应快些，尽量缩短毛坯与工具的接触时间并尽可能预热工具到较高的温度，同时还要适当控制一次行程内的变形程度。
锻造时，棱角处冷却最快。
因此拔长时必须多次翻转毛坯，并调节锤击力，以免产生锐角。
锤上锻造，开始阶段要轻打，变形程度不超过5%～8%，随后可以逐步加大变形量。
模锻通常是用来制造外形和尺寸接近成品，随后只进行热处理和切削加工的最后毛坯。
锻造温度和变形程度是决定合金组织、性能的基本因素。
钛合金的热处理与钢的热处理不同，对合金的组织不起决定作用。
因此，钛合金模锻的最后工步的工艺规范具有特别重要的作用。
为了使钛合金模锻件能同时获得较高的强度和塑性，必须使毛坯的整体变形量不低于30%，变形温度不超过相变温度，并且应力求温度和变形程度在整个变形毛坯中尽可能分布均匀。
钛合金模锻件组织和性能均匀性不及钢锻件。
在金属激烈流动区，经再结晶热处理后，其低倍为模糊晶，高倍为等轴细晶；在难变形区，因变形量小或无变形，其组织往往保留变形前的状态。
因此在模锻一些重要的钛合金零件(如压气机盘、叶片等)时，除了控制变形温度在TB以下和适当的变形程度外，控制原毛坯的组织是十分重要的，否则，粗晶组织或某些缺陷会遗传到锻件中，而且其后的热处理又无法消除，将导致锻件报废。
锤上模锻外形复杂的钛合金锻件时，在热效应局部集中的急剧变形区域内，即使严格控制加热温度，金属的温度可能还是会超过合金的TB。
例如模锻横截面为工字形的钛合金毛坯时，锤击过重，中间(腹板区)部分的温度因变形热效应的作用比边缘部分高约100℃。
另外，在难变形区和具有临界变形程度区域，在模锻之后加热过程中易形成塑性和持久强度都比较低的粗晶组织。
所以锤上模锻外形复杂的锻件，其力学性能常常很不稳定。
降低模锻加热温度虽然可以消除毛坯产生局部过热的危险，但将导致变形抗力急剧提高，增加工具磨损和动力消耗，还必须使用更大功率的设备。
锤上模锻时，采用多次轻击方法也能够减轻毛坯局部过热。
可是，这是必须增加加热火次，以补偿毛坯与较冷的模具接触所损失的热量。
模锻形状比较简单的锻件，且对变形金属的塑性和持久强度指标要求又不太高时，以采用锤锻为佳。
但β合金不宜采用锤锻，因模锻过程中的多次加热会对力学性能产生不利影响。
与锻锤相比，压力机(液压机等)的工作速度大大降低，能减小合金的变形抗力和变形热效应。
在液压机上模锻钛合金时，毛坯的单位模锻力比锤上模锻约低30%，从而可提高模具的寿命。
热效应的降低还减小金属过热和温升超过TB的危险。
用压力机模锻时，在单位压力与锻锤模锻相同的条件下，可降低毛坯加热温度50～100℃。
这样，被加热的金属与周期气体的相互作用以及毛坯与模具之间的温差也相应地降低，从而提高变形的均匀性，模锻件的组织均匀性也大大提高，力学性能一致性也随之提高。
降低变形速度，数值增长最明显的是面缩率，面缩率对过热造成的组织缺陷最敏感。
钛合金变形的特点是比钢更难流入深而窄的模槽。
这是因为钛的变形抗力高，与工具的摩擦力较大以及毛坯的接触表面冷却太快。
为改善钛合金的流动性和提高模具寿命。
通常的做法是加大模锻斜度和圆角半径并使用润滑剂：锻模上的毛边桥部高度较钢大，一般大2mm 左右。
为了使型槽容易充满，有时可采用桥部尺寸非均匀的毛边槽来限制或加速金属向型槽某部分的流动。
例如，一个长方盒形锻件(如图12所示)，前后侧壁较薄；左右侧壁较厚。
当在盒形件四周采用B-B所示的毛边槽时，由于金属流入左右侧壁的阻力小，致使金属向较薄的前后侧壁流动困难，充填不满。
后来，在前后侧壁仍采用B-B所示毛边槽，而左右侧壁改用A-A所示毛边槽，由于桥部尺寸宽，加之阻尼沟的阻碍，使得前后较薄的侧壁完全充满，而且金属较采用前述毛边槽方式节约。
提高钛合金流动性、降低变形抗力最有效的办法之一是提高模具的预热温度。
国内外近二三十年以来发展起来的等温模锻、热模模锻，为解决大型复杂的钛合金精密锻件的成形提供了可行的方法。
这种方法已广泛用于钛合金锻件生产。
当采用闭式模锻方法模锻钛合金时，由于压力大而降低了模具的寿命。
因此，闭式模锻必须严格限定原始毛坯的体积，这使备料工序复杂化。
是否采用闭式模锻，要从成本和工艺可行性两方面考虑。
开式模锻时，毛边损耗占毛坯重量的15%～20%，夹持部分的工艺性废料(如果按模锻条件必须留有此部分)占毛坯重量的10%。
毛边金属相对损耗通常是随毛坯重量的减少而增加，某些结构不对称、截面面积差较大以及存在难以充填的部分的锻件，毛边消耗可高达50%。
闭式模锻虽无毛边损耗，但制坯工艺复杂，需要添加较多过渡具型槽，无疑会增加辅助费用钛合金在高温下有自重下弯倾向，从而增加了制品在模锻、冷却和热处理时扭曲倾向，扭曲特别明显的是截面变化剧烈、或是截面特别细薄的制品，因此常须对钛合金锻件进行校形以满足尺寸要求。
与铝合金不同，钛合金不易进行冷校形，因其屈服强度及弹性系数高，从而产生很大的回弹，因此钛合金锻件的校形主要靠蠕变校形及热校形，前者更普遍。
多数钛合金的蠕变校形可以在退火及时效过程中完成，其温度就是退火及时效温度。
然而，若退火及时效温度低于约540～650℃，则对于不同的合金，蠕变校形完成所需的时间可能要延长。
蠕变校形需要简单或复杂的夹具、模具。
模具中热校形多用于中等尺寸的锻件，锻件加热到退火或时效温度进行热校形，然后在低于热校形温度下进行应力释放。