Som vi vet är titan en extremt aktiv metall och lätt förorenad av väte, syre och kol, något av dessa ämnen kan påverka titanlegeringen, så det är viktigt att kontrollera objektet från material, utrustning, process, test och underhåll och så vidare. Processen för värmebehandling av titanlegeringar måste ske under strikt kontroll, förutom att använda en vakuumugn med argonskydd, måste titanlegeringar värmas i en oxiderande atmosfär. Denna process innebär exakta kontroller och måste ta bort oxidskiktet på arbetsstyckets yta. Rimlig legering och värmebehandling kan effektivt förbättra egenskaperna hos titanlegeringar. Det finns många värmebehandlingsmetoder, för Grade5 titanlegering används vanligtvis glödgning, släckning av åldrande och kemisk värmebehandling.

Glödgning

Glödgning är den enda värmebehandlingsmetoden för rent titan och α-titanlegering. Glödgning är lämplig för alla typer av titanlegeringar för att eliminera spänningar och förbättra legeringens plasticitet och stabila mikrostruktur. Glödgningsprocessen används för olika titanlegeringar. Syftet med glödgning är att förbättra materialets plasticitet och stabilisera dess struktur. Processen kan utföras i tre former: avspänningsglödgning, omkristallisationsglödgning och dubbelglödgning.

Glödgning sker i luftugn, eller i inertgasugn eller vakuumugn om det finns krav på ytkontaminering av detaljerna. Vid isotermisk glödgning bör en konverter eller luftkylning användas om delens storlek är för stor för att undvika för stor mikrostruktur på grund av för långsam kylhastighet. Vid dubbelglödgning bör luftkylning efter den första upphettningen av titandelar ske med spridd kylning, forcerad luftkylning vid behov för att undvika att för långsam kylhastighet påverkar prestandan.

Glödgning av titan grad 5

Betyg Plåt/remsa i titan Stång/vajer i titan
Temperatur Tid/min Kylning Temperatur Tid Kylning
Klass 5 700℃-870℃ 15-60 Luftkylning 700℃-800℃ 60-120 Luftkylning

Obs: Luftkylning eller långsammare kylning. Vid dubbel glödgning, β-övergångstemperatur under 15 ~ 30 ℃ i 1 ~ 2 timmar, luftkylning eller snabbare kylning, och sedan 705-760 ℃ i 1 ~ 2 timmar, luftkylning.

Styrparametrarna för värmebehandling av titanlegering inkluderar lösningstemperatur, lösningstid, kylningssätt (vattenkylning, oljekylning, ugnskylning) och åldringstemperatur. Olika titanlegeringar kräver olika glödgningstemperaturer. Om β-glödgning eller β-lösningsvärmebehandling krävs, Gr.5 legering eller annan legering av α-β-typ ska hållas i minst 30 minuter över β-övergångstemperaturen för satsen av delar (30 ± 15) ℃ och sedan kylas till rumstemperatur i luft eller inert gas, inte tillåtet med ugnskylning. Om vattensläckning krävs bör den hållas vid 730 ~ 760 ℃ i 1 ~ 3 timmar efter vattensläckning före den andra glödgningen.

Glödgning är den enda värmebehandlingsmetoden för rent titan och α-titanlegering. Glödgning är lämplig för alla typer av titanlegeringar för att eliminera spänningar och förbättra legeringens plasticitet och stabila mikrostruktur. Glödgningsprocessen används för olika titanlegeringar. Syftet med glödgning är att förbättra materialets plasticitet och stabilisera dess struktur. Processen kan utföras i tre former: avspänningsglödgning, omkristallisationsglödgning och dubbelglödgning.

Glödgning sker i luftugn, eller i inertgasugn eller vakuumugn om det finns krav på ytkontaminering av detaljerna. Vid isotermisk glödgning bör en konverter eller luftkylning användas om delens storlek är för stor för att undvika för stor mikrostruktur på grund av för långsam kylhastighet. Vid dubbelglödgning bör luftkylning efter den första upphettningen av titandelar ske med spridd kylning, forcerad luftkylning vid behov för att undvika att för långsam kylhastighet påverkar prestandan.

Glödgning av titan grad 5

Betyg Plåt/remsa i titan Stång/vajer i titan
Temperatur Tid/min Kylning Temperatur Tid Kylning
Klass 5 700℃-870℃ 15-60 Luftkylning 700℃-800℃ 60-120 Luftkylning

Obs: Luftkylning eller långsammare kylning. Vid dubbel glödgning, β-övergångstemperatur under 15 ~ 30 ℃ i 1 ~ 2 timmar, luftkylning eller snabbare kylning, och sedan 705-760 ℃ i 1 ~ 2 timmar, luftkylning.

Kontrollparametrarna för värmebehandling av titanlegering inkluderar lösningstemperatur, lösningstid, kylningssätt (vattenkylning, oljekylning, ugnskylning) och åldringstemperatur. Om β-glödgning eller β-lösningsvärmebehandling krävs, ska Gr5-legering eller annan legering av α-β-typ hållas i minst 30 minuter över β-övergångstemperaturen för satsen av delar (30 ± 15) ℃ och sedan kylas till rumstemperatur i luft eller inert gas, inte tillåtet med ugnskylning. Om vattensläckning krävs bör den hållas vid 730 ~ 760 ℃ i 1 ~ 3 timmar efter vattensläckning före den andra glödgningen.

Avspänning Glödgning

Uppvärmning och isolering av titan med avspänningshärdning skall ske i enlighet med standarden. Efter isolering ska delarna kylas i luft eller inert gas eller med ugnen. Uppvärmningstemperaturen vid avspänningsglödgning får inte överstiga åldringstemperaturen eller steg 2-glödgningstemperaturen för titanlegeringar som har behandlats med en lösning och åldrats eller genomgått dubbelglödgning.

Temperaturen vid avspänningsglödgning är lägre än vid omkristallisering och glödgningstiden är i allmänhet kortare än vid omkristallisering. Denna process utförs för att reducera restspänningar under tillverkningen. Processen ger optimala kombinationer av hållfasthet, duktilitet och dimensionsstabilitet. Den kan användas för att minska oönskad restspänning under efterföljande operationer, inklusive maskinbearbetning och värmebehandling. Den är idealisk för titanlegeringar med två faser och kan också förbättra deras motståndskraft mot spänningskorrosion. Men om du vill undvika värmebehandling rekommenderas inte denna metod för dig.

Denna process kan utföras vid en temperatur över beta-transus-temperaturen (beta-övergången), som är den punkt där alfafasen försvinner och mikrostrukturen omvandlas till en kubliknande struktur. Denna metod används för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos titanlegeringsdelar som måste formas till komplexa former.

Avspänningsglödgning av titan grad 5

Legeringar Temperatur Tid/min
Klass 5 480℃ -650℃ 60-240

Anmärkning: Avspänningsglödgning kan slutföras samtidigt vid 760 ~ 790 ℃ med varmformning.

Isotermisk glödgning

Isotermisk glödgning ger den bästa plasticiteten och termiska stabiliteten. Det är ett bra val för tvåfasiga titanlegeringar som innehåller stora mängder b-stabiliserade element. Processen kräver att legeringen värms upp över omkristalliseringstemperaturen och överförs till en ugn med lägre temperatur. Värmen som bevaras under denna process överförs till legeringens yta genom luftkylning. Denna process kan upprepas flera gånger för att uppnå önskat resultat.

Omkristallisation Glödgning

Rekrystallisationsglödgning är en metod för att justera temperaturen för en viss typ av titanlegering för att eliminera grundläggande spänningar. Målet med omkristallisationsglödgning är att uppnå önskad plasticitet och hållfasthetsegenskaper. Temperaturen för omkristallisationsglödgning är vanligtvis mellan 450 och 650 ℃.

Under dragglödgningsprocessen sker omkristalliseringen av en titanlegering samtidigt som en dislokation glider. Detta är känt som ett dubbelt utbytesfenomen. Glödgningstemperaturen på 920 ℃ ökar styrkan, samtidigt som plasticiteten minskar. Efter omkristallisation fälls en sekundär fas ut. Förlängd glödgningstid är inte signifikant för att bestämma de slutliga mekaniska egenskaperna hos titanlegeringar.

Släck åldrande

Släckning av åldrande är det huvudsakliga sättet att stärka värmebehandlingen av Ti6Al4V titanlegering, som använder fasomvandling för att producera förstärkning, även känd som förstärkande värmebehandling. Efter lösningsbehandling bör titanlegeringsdelar åldras enligt bestämmelserna (se tabellen nedan). Efter åldring kyls delarna i luft eller inert gas eller med ugnen.

Åldring genom släckning av Gr.5 titan 

Betyg Temperatur Tid/h
Klass 5 480℃ -690℃ 2-8

Kemisk värmebehandling

Kemisk värmebehandling av titanlegering är främst för att förbättra slitstyrka, termisk stabilitet och ytstyrka. Som vi vet har titanlegering en stor friktionskoefficient och dålig slitstyrka (i allmänhet cirka 40% lägre än stål), och dess kontaktyta är lätt att binda och orsakar friktionskorrosion. Titanlegering har stark korrosionsbeständighet i oxiderande medium, men dålig korrosionsbeständighet i reducerande medium (saltsyra, svavelsyra, etc.). För att förbättra dessa egenskaper kan elektroplätering, sprutning och kemisk värmebehandling, dvs. nitrering, syresättning och andra metoder användas. Efter nitrering är nitrerytans hårdhet 2-4 gånger högre än utan nitrering, vilket uppenbarligen kan förbättra legeringens slitstyrka och förbättra dess korrosionsbeständighet i reducerande medium. Legeringens korrosionsbeständighet kan ökas 7~9 gånger genom syresättning, men nackdelen är att det sker en viss förlust av plasticitet och utmattningshållfasthet.