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文档简介

1、 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程钛合金的加工和热处理主讲教师：王凡西安航空职业技术学院钛合金的加工和热处理一、变形钛合金变形钛合金具有优良的塑性，多用压力加工的方法（如锻造、冲压）生产制品，主要产品为各种板材、棒材或模锻件。二、铸造钛合金铸造钛合金是可以用铸造方法加工的钛合金，其牌号是以字母“Z”开头，后面跟主要元素符号及其百分含量。由于铸造钛合金的抗拉强度和疲劳强度接近变形钛合金，且冲击韧性普遍高于钛锻件，加之铸造能节省大量材料和机械加工费用，因此铸造钛及钛合金是今后的发展趋势。铸造钛合金的特点：抗拉强度和疲劳强度接近变形钛合金；冲击韧性普遍高于钛锻件；铸造能节

2、省大量材料和机械加工费用。三、钛合金的应用钛合金在航空、航天、航海、化工等工业部门得到日益广泛的应用。例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21，主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。F-15战斗机的机体结构材料，钛合金用量达7000kg ，约占结构重量的34。前苏联制造的“台风号”核潜艇，就是钛壳核潜艇。而且由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它越来越多地被用于制作假体装置等生物材料（如医用假肢）。四、钛合金的热处理钛合金的热处理主要有退火、淬火时效、化学热处理。1、退火用于各种钛合金，是纯钛和型钛合金的唯一热处理方式。目的是为了消除应力，提高

3、塑性及稳定组织。（1）去应力退火：消除冷变形、铸造及焊接等工艺过程中产生的内应力。退火温度一般为450650。消除应力退火所需时间取决于工件厚度和残余应力大小，空冷。（2）完全退火：消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。退火温度介于再结晶温度和相变温度之间，空冷。2、淬火时效用于+、+化合物和亚稳定型钛合金，是强化钛合金的热处理方法。淬火温度一般选在+两相区的上部范围。时效温度一般在450550之间，时间为几小时至几十小时。淬火和时效能使合金获得高的强度。例如，通过淬火和时效可使Ti-6Al-4V（TC4）的强度提高2030。该合金热处理后的组织如图1所示，从图中可见白色相和黑色亚稳定相及从相中弥散析出的相细针。图1 TC4合金淬火时效后的组织500钛合金的淬火时效时也有马氏体相变，但与钢铁强化机制有区别：（1）钢淬火所得马氏体硬度高，强化效果大，回火使钢软化。钛合金淬火所得马氏体硬度不高，强化效果小，回火使钛合金产生弥散强化。（2）钢只有一种马氏体强化机理，而同一成分的+型钛合金有两种强化机理：高温淬火相中所含稳定元素小于临界浓度，得到马氏体，时

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