金屬工藝學論文-鈦合金的制造工藝(完整版)
【正文】 +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。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。 強度高 熱強度高 使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度 ,可在450～ 500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在 150℃～ 500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度，而鋁合金在 150℃時比強度明顯下降。 三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α +β鈦合金；α鈦合金的切削加工性最好，α +β鈦合金次之，β鈦合金最差。 鈦合金制品 鈦是同素異構(gòu)體，熔點為 1720℃，在低于 882℃時呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為α鈦；在 882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)，稱為β鈦。應(yīng)用了鈦合金的產(chǎn)品前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。世界上許多國家意識到鈦合金的重要性 ，相繼對其研發(fā)，并應(yīng)用到實際中去。 介紹了鈦合金的發(fā)展現(xiàn)狀、特性、鑄造工藝性能及其熱處理，闡述了鈦合金的生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用，對鈦合 金 的發(fā)展趨勢進行了展望。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有 鋯、錫等。利用鈦的上述兩 種結(jié)構(gòu)的不同特點，添加適當?shù)暮辖鹪兀蛊湎嘧儨囟燃跋喾趾恐饾u改變而得到不同組織的鈦合金（ titanium alloys）。α鈦合金代號為 TA，β鈦合金代號為 TB，α +β鈦合金代號為 TC。鈦合金的工作溫度可達 500℃，鋁合金則在 200℃以下。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相或化合物等細小彌散的第二相質(zhì)點，達到使合金強化的目的。 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。隨后相繼研制出使用溫度達 400℃的 IMI550、 BT31 等合金，以及使用溫度為450~500℃的 IMI67 IMI68 Ti624 Ti6242 等合金。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。在500℃～ 600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化， 室溫強度不高 β鈦合金 它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效后合金得到進一步強化，室溫強度可達 1372～ 1666MPa；但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。 (4)低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細長桿和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的 2～ 3 倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié) 磨損。 [1] 鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈 和高速飛機的結(jié)構(gòu)件。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。 [2] 鈦合金 切削 鈦合金切削特點 鈦合金的硬度大于 HB350 時切削加工特別困難，小于 HB300 時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點 ,是較為理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。研究范圍還包括鈦合金的成形技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、快速凝固技術(shù)、鈦合金的軍用和民用等。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時的一個很重要特點。鈦合金有如下切削特點： (1)變形系數(shù)小：這是鈦合金切削加工的顯著特點，變形系數(shù)小于或接近于 1。 鈦合金的熱處理工藝可以歸納為：
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