通過嚴(yán)格審核及多次試驗,上海熱處理廠有限公司的鈦合金熱處理技術(shù)正式應(yīng)用于航空裝備領(lǐng)域。2009年11月,上海熱處理廠有限公司與新加坡科技宇航達(dá)成合作協(xié)議,正式為科技宇航有限公司提供航空領(lǐng)域鈦合金熱處理服務(wù),從而為上海熱處理廠有限公司參與國產(chǎn)大飛機的戰(zhàn)略實施取得了實質(zhì)性突破。
鈦及鈦合金具有重量輕、強度大、耐腐蝕等許多特性,鈦及其合金不僅在航空、宇宙航行工業(yè)中有著十分重要的應(yīng)用,而且已經(jīng)開始在化工、石油、輕工、發(fā)電、冶金等許多民用工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。
鈦的另一個顯著特點是耐腐蝕性強,這是鈦對氧的親合力特別大,能在其表面生成一層致密的氧化膜,可保護鈦不受介質(zhì)腐蝕。金屬鈦在大多數(shù)水溶液中,都能在表面生成鈍化氧化膜。因此,鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性,但在某種介質(zhì)中,能連續(xù)溶解鈦表面氧化膜時,鈦在這種介質(zhì)中便會受到腐蝕。例如,氫氟酸、濃熱的鹽酸、流酸和磷酸中,由于溶液溶解鈦表面氧化膜,所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時、則鈦表面氧化膜便會受到保護。
由于鈦在高溫下極易被氧化,一般來說熱處理是需要真空爐的。常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度選在(α+β)—→β相轉(zhuǎn)變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點,達(dá)到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相轉(zhuǎn)變點以下40~100℃進行,亞穩(wěn)定β合金淬火在(α+β)—→β相轉(zhuǎn)變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。
總結(jié),鈦合金的熱處理工藝可以歸納為:
(1)消除應(yīng)力退火:目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。
(2)完全退火:目的是為了獲得好的韌性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。
(3)固溶處理和時效:目的是為了提高其強度,α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進行強化熱處理,在生產(chǎn)中只進行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。
此外,為了滿足工件的特殊要求,工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。