钛及钛合金的热处理

钛及钛合金的热处理
钛及钛合金通过程序控制技术和各种热处理工艺可获得不同特性的产品,表1～表4列出了工业纯钛及部分钛合金的热处理工艺。

表1　工业纯钛和部分钛合金的β相变温度
合　金
β相变温度
℃,±15°υ,±25°工业纯钛,0125%O2最大9101675
工业纯钛,014%O2最大9451735
α或近α合金
Ti25Al2215Sn10501925
Ti28Al21Mo21V10401900
Ti2215Cu(IM I230)8951645
Ti26Al22Sn24Zr22Mo9951820
Ti26Al25Zr2015Mo2012Si
(IM I685)10201870
Ti2515Al2315Sn23Zr21Nb2013
Mo2013Si(IM I829)10151860
Ti2518Al24Sn2315Zr2017Nb2015
Mo2013Si(IM I834)10451915
Ti26Al22Cb21Ta2018Mo10151860
Ti2013Mo2018Ni(TiCode12)8801615
α2β合金
Ti26Al24V1000(a)1830(b) Ti26Al27Nb(IM I367)10101850
Ti26Al26V22Sn(Cu+Fe)9451735
Ti23Al2215V9351715
Ti26Al22Sn24Zr26Mo9401720
Ti24Al24Mo22Sn2015Si(IM I550)9751785
Ti24Al24Mo24Sn2015Si(IM I550)10501920
Ti25Al22Sn22Zr24Mo24Cr(Ti217)9001650
Ti27Al24Mo10001840
Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20125Si9701780
Ti28Mn800(c)1475(d)β或近β合金
Ti213V211Cr23Al7201330
Ti21115Mo26Zr2415Sn(βШ)7601400
Ti23Al28V26Cr24Zr24Mo(βC)7951460
Ti210V22Fe23Al8051480
Ti215V23Al23Cr23Sn7601400 (a)±20℃,(b)±30υ,(c)±35℃,(d)±50υ。

表2　工业纯钛和部分钛合金的消除应力热处理合 金
温　度时间
℃υh
工业纯钛(所有等级)
α或近α合金
480～595900～11001/4～4 Ti25Al2215Sn540～6501000～12001/4～4 Ti28Al21Mo21V595～7051100～13001/4～4 Ti2215Cu(IM I230)400～600750～11101/2～24 Ti26Al22Sn24Zr22Mo595～7051100～13001/4～4
Ti26Al25Zr2015Mo2012Si
(IM I685)530～570980～105024～48 Ti2515Al2315Sn23Zr21Nb2013
Mo2013Si(IM I829)610～6401130～11901～3 Ti2518Al24Sn2315Zr2017Nb2
015Mo2013Si(IM I834)625～7501160～13801～3 Ti26Al22Cb21Ta2018Mo595～6501100～12001/4～2 Ti2013Mo2018Ni(TiCode l2)480～595900～11001/4～4α2β合金
Ti26Al24V480～650900～12001～4 Ti26Al27Nb(IM I367)500～600930～11101～4 Ti26Al26V22Sn(Cu+Fe)480～650900～12001～4 Ti23Al2215V540～6501000～12001/4～2 Ti26Al22Sn24Zr26Mo595～7051100～13001/4～4
Ti24Al24Mo22Sn2015Si
(IM I550)600～7001110～12902～4 Ti24Al24Mo24Sn2015Si
(IM I551)600～7001110～12902～4 Ti25Al22Sn24Mo22Zr24Cr
(Ti217)480～650900～12001～4 Ti27Al24Mo480～705900～13001～8 Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr2
0125Si480～650900～12001～4 Ti28Mn480～595900～11001/4～2β或近β合金
Ti213V211Cr23Al705～7301300～13501/4～1/2 Ti21115Mo26Zr2415Sn
(βШ)720～7301325～13501/4～1/2 Ti23Al28V26Cr24Zr24Mo
(βC)705～7601300～14001/6～1/4 Ti210V22Fe23Al675～7051250～13001/2～2 Ti215V23Al23Cr23Sn790～8151450～15001/4～1/2
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稀有金属快报2003年第6期
表3　工业纯钛和部分钛合金的退火处理
合 金
温　度
　℃ υ　时间
h
冷却方法
工业纯钛(所有等级)650～7601200～14001/10～2空冷
α或近α合金
Ti25Al2215Sn720～8451325～15501/6～4空冷
Ti28Al21Mo21V790(a)1450(a)1～8空冷或炉冷Ti2215Cu(IMI230)780～8001450～14701/2～1空冷
Ti26Al22Sn24Zr22Mo900(b)1650(b)1/2～1空冷
Ti26Al25Zr2015Mo2012Si(IMI685)(c)(c)——
Ti2515Al2315Sn23Zr21Nb2013Mo2013Si(IMI829)(c)(c)——
Ti2518Al24Sn2315Zr2017Nb2015Mo2013Si (IMI834)(c)(c)——
Ti26Al22Cb21Ta2018Mo790～9001450～16501～4空冷
α2β合金
Ti26Al24V705～7901300～14501～4空冷或炉冷Ti26Al27Nb(IMI367)70013001～2空冷
Ti26Al26V22Sn(Cu+Fe)705～8151300～15003/4～4空冷或炉冷Ti23Al2215V650～7601200～14001/2～2空冷
Ti26Al22Sn24Zr26Mo(c)(c)——
Ti24Al24Mo22Sn2015Si(IMI550)(c)(c)——
Ti24Al24Mo24Sn2015Si(IMI551)(c)(c)——
Ti25Al22Sn24Mo22Zr24Cr(Ti217)(c)(c)——
Ti27Al24Mo705～7901300～14501～8空冷
Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20125Si705～8151300～15001～2空冷
Ti28Mn650～7601200～14001/2～1(d)
β或近β合金
Ti213V211Cr23Al705～7901300～14501/6～1空冷或水冷Ti21115Mo26Zr2415Sn(βШ)690～7601275～14001/6～1空冷或水冷Ti23Al28V26Cr24Zr24Mo(βC)790～8151450～15001/4～1空冷或水冷Ti210V22Fe23Al(c)(c)——
Ti215V23Al23Cr23Sn790～8151450～15001/12～1/4空冷
(a)对于薄板和中厚板,790℃(1450υ)保温1/4h,空冷。

(b)对于薄板或片材,790℃(1450υ)保温1/4h,空冷(在某些应用中再在595℃(1100υ)保温2h,空冷)。

(c)通常不以退火状态供货或使用。

(d)炉冷或缓冷到540℃(1000υ),然后空冷。

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稀有金属快报2003年第6期
表4　部分钛合金的固溶处理和时效规范
合 金
固溶处理温度
　℃ υ　
固溶处
理时间
h
冷却方法
时效温度
　℃ υ　
有效时间
h
α或近α合金
Ti28Al21Mo21V980～1010(a)1800～1850(a)1油冷或水冷565～5951050～11002
Ti2215Cu(IMI230)795～8151465～14951/2～1空冷或水冷390～410735～7708～24(第一阶段)
465～485870～9058(第二阶段)
Ti26Al22Sn24Zr22Mo955～9801750～18001空冷59511008
Ti26Al25Zr2015Mo2012Si
(IMI685)
1040～10601905～19401/2～1油冷540～5601005～104024
Ti2515Al2315Sn23Zr21Nb2
013Mo2013Si(IMI829)1040～10601905～1940112～1空冷或油冷615～6351140～11752
Ti2518Al24Sn2315Zr2017Nb2
015Mo2013Si(IMI834)1020(b)1870(b)2油冷62511552
α2β合金
Ti26Al24V955～970(c)(d)1750～1775(c)(d)1水冷480～595900～11004～8
955～9701750～17751水冷705～7601300～14002～4
Ti26Al26V22Sn(Cu+Fe)885～9101625～16751水冷480～595900～11004～8
Ti26Al22Sn24Zr26Mo845～8901550～16501空冷580～6051075～11254～8
Ti24Al24Mo22Sn2015Si(IMI550)890～9101635～16701/2～1空冷490～510915～95024
Ti24Al24Mo24Sn2015Si(IMI551)890～9101635～16701/2～1空冷490～510915～95024
Ti25Al22Sn22Zr24Mo24Cr845～8701550～16001空冷580～6051075～11254～8
Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20125Si870～9251600～17001水冷480～595900～11004～8
β或近β合金
Ti213V211Cr23Ai775～8001425～14751/2～1空冷或水冷425～480800～9004～100
Ti21115Mo26Zr2415Sn(βШ)690～7901275～14501/8～1空冷或水冷480～595900～11008～32
Ti23Al28V26Cr24Mo24Zr(βC)815～9251500～17001水冷455～540850～10008～24
Ti210V22Fe23Al760～7801400～14351水冷495～525925～9758
Ti215V23Al23Cr23Sn790～8151450～15001/4空冷510～595950～11008～24
(a)对于某些产品,固溶处理温度为890℃(1650υ),保温1h,空冷或快冷。

(b)固融处理温度应从转变线选取,以便产生要求的α量。

(c)对于薄板或片材,固溶处理温度可以低到890℃(1650υ),保温6min～30min,水淬。

(d)合金通常因此获得最大拉伸性能。

从表中得知,采用程序控制技术和不断改进的热处理工艺,可生产精密度更高、稳定性更好的钛及钛合金最终产品。

(徐秀茹)
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