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        钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒的热处理

        发布时间: 2019-07-12 12:31:12    浏览次数:

        钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒的热处理

        航天钛合金工业QJ 1993-1990标准

        1主题内喜与适用范国

        本标准规定了钛及钛合金热处理的设备、种类,工艺规范,操作注意事项、质量检验等有关要求

        本标准适用于GB3620中所规定的钛及似合金零件的热处理

        2、引用标准

        GB3620钛及钛合金牌号和化学成分

        GB6611钛及钛合金术语

        QJ1428热处理炉温控制与测量

        QJ1573钛合金化学酸洗生产说明书

        3分类

        钛及钛合金按退火状态的组织分类(见表1)

        4设备

        4.1钛及钛合金热处理宜优先果用真空炉或情性气氮(氩气,氮气),其气氛据点应低于-20℃也可采用保温或密封性良好的空气电阻炉、严禁采用还原性气氛、吸热性气氛的炉子。


        序号
        类别牌号备注
        1
        α钛合金TA1、TA2、TA3不可热处理强化
        β钛合金TA5、TA6、TA7、TA8


        序号
        类别牌号备注
        2β钛合金TB2可热处理强化
        3
        α-β钛合金TC1、TC2近α型合金只做退火处理
        TC3、TC4、TC6、TC7、TC9、TC10可热处理强化

        表1

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        4.2炉工作区域的温度均匀性及测控仪表的精度应达到QJ1428中的类或类以上加热炉的规定,并应按上述标准的要求,定期进行检验

        4.3配置尺寸适宜的水槽或油槽,并能附设循环冷却装置及温度指示器

        4.4配备适用的吊具、夹具等工艺装置

        5、热处理种类及目的

        钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒通常采用的热处理种类有:退火、固溶处理和时效

        5.1钛合金棒退火

        退火分为:消除应力退火、再结晶退火、阶段处理、等温退火和去氢退火等

        5.1.1钛合金棒消除应力退火

        可减少或消除冷加工和焊接工艺过程中产生的应力,避免零件由于残余应力而引起服役中的变形及开裂。可使零件的尺寸和性能比较稳定

        5.1.2钛合金棒再结晶退火

        可消除零件变形后产生的加工硬化,稳定组织,降低强度,提高塑性,充分恢复成形能

        5.1.3钛合金棒阶段处理

        可使零件获得与再结晶退火相同的综合效果,提高热强性及组织稳定性,断裂韧性也得到改善

        5.1.4钛合金棒等温退火

        可使零件获得高塑性、低强度及最大组织稳定性

        5.1.5钛合金棒去氢退火

        消除氢脆

        5.2钛合金棒固溶处理

        钛棒固溶处理能得到亚稳定组织,为时效强化创造必要的条件时效使固溶处理后的钛合金得到强化,获得良好的综合性能

        6、工艺规范

        6.1钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒退火工艺规范

        6.1.1钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒消除应力退火和再结品退火工艺规范见表2

        6.1.2钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒等温退火和阶段处理工艺规范见表3

        6.1.3钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒退火温度、保温时间可根据零件原材料状态、截面尺寸和变形程序选取。为使氧化污染降至最低程度,温度尽可能低,时间尽可能短。具体规定如下:

            a板材、半制品的退火温度宜选用下限,檸材、锻件的退火温度宜选用中,上限;

               b.按表2、表3中的公式计算保温时间时,壁厚大于S0mm的零件应适当减小,附带工艺装备的零件应适当增加,

        6.1.4a-β钛合金的再结品退火也可采用每小时小于150℃的速度炉冷至530℃,再出炉空冷至室温

        6.1.5去氢退火的温度与再结品退火相同,保温时间可根据吸氢程度、零件厚度等在0.5~3h之间选取,其真空度不低于133×10Pa


        牌号消除应力退火再结晶退火
        温度℃保温时间h冷却介质温度℃保温时间min冷却介质
        TA1450~6000.5~5
        空冷680~710T=15+AD
        空冷
        TA2
        TA3
        TA5500~600
        750~850
        TA6
        TA7530~650
        720~850
        TA8750~800
        TB2500~650

        牌号
        消除应力退火再结晶退火
        温度℃保温时间h冷却介质温度℃保温时间min冷却介质
        TC1520~5600.5~5
        空冷700~750
        T=15+AD空冷
        TC2550~580
        TC3600~640750~800
        TC4500~650700~840
        TC6550~650
        750~850
        TC7800~900
        TC9
        750~800
        TC10540~600710~810

        表2


        牌号工艺方法退火温度℃保温时间min冷却方式等温阶段温度℃保温时间h冷却方式
        TC4

        等温退火

        930~950T=15+AD冷却630~6501~3
        空冷
        阶段退火空冷650~680
        TC6

        等温退火

        860~880冷却640~660
        阶段退火空冷530~550
        TC9

        等温退火

        940~960
        冷却550~580
        阶段退火空冷530~550

        表3 


          注:1)直接较人等温炉内或者将退火炉门打开快速冷至等温温度;

        2)T—保温时间,min

        3)A-保温附闻系数,lmin/mm

        4D-零件最大厚度,mm

        6.1.6各种牌号钛及钛合金的相变温度、再结晶温度可参考附录B(参考件)中表B1

        6.2固溶处理工艺规范

        6.2,1固溶处理工艺规范见表4

        6.2.2影响固溶处理质量的主要因素是固溶温度、保温时间、转移时间和冷却方式,具体规定如下:

        aβ相稳定元素含量较少,强度要求高的零件及棒材、锻件,固溶温度宜选用上限;β相稳定元素含量较多,塑性要求好的零件及各种板材,固溶温度宜选用下限

        b.为达到充分固溶又减小氧化污染,保温时间应尽可能短。棒材、锻件应选用大的保温时间系数,板材及半制品选用小的保温时间系数;

        c,转移时间尽可能短,一般情况下,厚度小于2mm的薄件不应超过4(TB2合金除外),其它零件不应超过15s;

        d.若能达到零件性能要求对于易变形的薄件,a-B钛合金允许油中冷却,B钛合金允许空气中冷却;

        e.淬火后水温应不超过40℃

        注淬火见GB6611钛及钛合金术语

        6.2.3为减小变形和污染,固溶处理前的零件可在600~650℃进行预热

        6.2.4同一零件的固溶处理次数不得超过二次,重复处理的保温时间可适当缩短。

        6.2.5一般情况下,焊接件不推荐固溶处理

        6.3时效工艺规君

        6.3.1时效工艺规范见表4

        牌号固溶时效时效
        温度C保温时间min冷却介质温度C时间h冷却介质
        TB2750~820T=(5~8)+AD水冷
        450~500
        8~16空冷
        TC3850~8704~6
        TC4900~950500~6502~6
        TC6840~860500~580
        TC9890~920500~6001~6
        TC10850~900510~6004~8

        表4

        注T- 保温时间,min

          A- 保温时间系数,2~3min/mm

          D- 零件最大厚度、mm

        6.32时效温度和时间要合理选取,时效温度取下限时,时效时间则应取中上限;反之亦然。为获得较高的热稳定性、熟强性及断裂韧性时,时效温度和时间都应取上限

        6.3.3淬火和时效的间隔时间不作规定,

        63.4时效可与淬火后热校形一道进行。温度和时间按时效工艺规范选取

        63.5经过固溶时效的零件,为了消除机加应力,可进行补充时效,补充时效的温度要稍低于原时效温度,保温时间为1~4b

        7 、 操作注意响项

        7.1钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒待热处理零件、试样和工艺装备的表面不应有危害零件质量的水,油污、卤素化合物低熔点金属等任何其它杂物。与零件接触的工艺装备表面,还不应有易剥落的氢化皮。

        7.2生产所用的炉子以及工艺装备,使用前应初底清理和烘干,惰性气氛炉在升温前可采取预抽真空和通入隋性气体,以排净炉内的有害气体

        7.3进行固溶处理时,除了惰性气氛炉和真空炉外,其它炉子均应到温装炉,装炉零件的数量和放置,应能保证在最短时间内使零件均匀地达到规定的温度范围

        7.4尺寸相差悬殡的不同零件应避免同炉处理,以防薄壁零件加热时间过长

        7.5同炉次零件有不同截面厚度时,应按最大截面厚度计算保温时间

        7.6在高温加热时,为防止形状复杂的零件和薄壁零件翘曲交形,应采用必要的工艺装备

        7.7采用真空炉或惰性气氛炉进行各种退火、时效时,需随炉冷却到20C以下,方可停机停气取出零件空冷。

        7.8采用空气电阻炉进行高温加热时,零件表面应涂保护涂料

        7.9热处理后受污染的零件,可采用机械加工或化学锐切方法去除基底金属污染层,具体规定如下

          a依据每道工序所采用的温度,时间,参照附录A(参考件)中表A1,确定相应的最小深度基底金属去除量;

           b.依据多道热处理工序所采用的量高温度,累计保温时间参照附录A(参考件)中表

           A1确定总的最小深度基底金属去除量。去除工序可在最后一道热处理完成后进行,

        7.10去除零件表面的氧化皮,可采用喷砂等机械方法或按QJ1573进行化学酸洗

        8、质量检查

        8.1钛合金钛棒钛锻件TC4钛棒TC11钛棒TA9钛棒检查操作者的操作过程和执行工艺规范的正确性

        8.2对表面质量要求高的零件,应百分之百地检查零件表面有无划伤、碰伤等

        8.3对机械性能进行检验应符合有关技术文件

        8.4按技术文件验收对吸气污染有严格要求的零件,

        9.技术安全

        9.1操作者应严格守操作规程

        9.2按本标准要求结合单位实际情况制汀相应的技术安全措施

        附录

        基底金属污染层去除

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        钛及钛合金相变温度、再结晶温度

        blob.png

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