7.5.3 钛及钛合金的热处理

钛合金的热处理工艺主要有退火、淬火和时效。

1.钛合金的退火

钛合金退火的目的和工艺确定原则如表7-83所示。常用钛合金的（α+β）/β相变温度如表7-84所示。

表7-83 钛合金退火的目的和工艺确定原则

表7-84 常用钛合金的（α+β）/β相变温度

加工钛及钛合金的去应力退火工艺如表7-85所示。铸造钛及钛合金去应力的退火工艺如表7-86所示。钛及钛合金的完全退火工艺如表7-87所示。退火保温时间与工件有效厚度的关系如表7-88所示。

表7-85 加工钛及钛合金的去应力退火工艺

表7-86 铸造钛及钛合金的去应力退火工艺（GB/T 6614—1994）

表7-87 钛及钛合金的完全退火工艺

（续）

表7-88 钛合金的退火保温时间与工件有效厚度的关系

退火保温时间也可按下列经验公式计算：

T=AD+15 （7-1）

式中 T——保温时间（min）；

A——保温时间系数（min/mm），一般为1～1.5；

D——工件有效厚度（mm）。

2.固溶处理和时效

钛合金固溶处理和时效的目的是为了获得良好的综合力学性能。固溶加热温度应根据合金的化学成分及所要求的性能来确定。淬火加热的保温时间可按经验公式计算：

T=AD+（5～8） （7-2）

式中 T——保温时间（min）；

A——保温时间系数（min/mm），一般为3；

D——工件有效厚度（mm）。

淬火转移要非常迅速，（α+β）钛合金的淬火转移时间应在2s以内，大截面工件也不能超过10s。

时效规范的选择取决于对合金力学性能的要求。时效温度高时，韧性好；时效温度低时，强度高。为防止时效后脆性增加，时效温度一般在500℃以上；时效温度偏差一般应控制在±5℃范围以内。为提高组织的热稳定性，多采用较长的时效时间。

有些工件淬火和时效后需进行切削加工，会由于切削加工造成新的应力。为此，可对工件进行补充时效。补充时效的温度应低于原时效温度，时间一般为1～3h。

钛合金的固溶处理和时效工艺规范如表7-89所示。

表7-89 钛合金的固溶处理和时效工艺规范

（续）

3.形变热处理

钛合金的形变热处理方法有高温形变热处理（变形温度在再结晶温度以上）和低温形变热处理（变形温度在再结晶温度以下）两种，这两种形变热处理可以分别进行，也可以组合进行。

形变热处理不但能显著提高钛合金的室温强度和塑性，也可以提高其疲劳强度、热强性及耐蚀性。影响形变热处理强化效果的因素主要是合金成分、变形温度、变形程度、冷却速度及随后的时效规范。几种钛合金的最佳形变热处理工艺规范及力学性能对比如表7-90所示。

表7-90 几种钛合金的最佳形变热处理工艺规范及力学性能对比

（续）