α钛合金TA4

钛合金是以钛为基参加其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素依据它们对相变温度的影响可分为三类：①安稳α相、进步相改动温度的元素为α安稳元素,有铝、碳、氧和氮等。其间铝是钛合金首要合金元素，它对进步合金的常温文高温强度、下降比重、增加弹性模量有显着作用。②安稳β相、下降相变温度的元素为β安稳元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。

氧、氮、碳和*是钛合金的首要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有明显强化作用,但却使塑性下降。一般规则钛中氧和氮的含量别离在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。*在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的*会发生*化物，使合金变脆。一般钛合金中*含量控制在 0.015％以下。*在钛中的溶解是可逆的，能够用真空退火除掉。

钛合金分类：

钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品质结构，称为β钛。运用钛的上述两种结构的不同特色，增加恰当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐步改动而得到不同安排的钛合金（itanium alloys）。室温下，钛合金有三种基体安排，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。我国别离以TA、TC、TB表明。

α钛合金

它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下仍是在较高的实践运用温度下，均是α相，安排安稳，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍坚持其强度和抗蠕变功用，但不能进行热处理强化，室温强度不高。

β钛合金

它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热安稳性较差，不宜在高温下运用。

α+β钛合金               

它是双相合金，具有杰出的概括功用，安排安稳性好，有杰出的耐性、塑性和高温变形功用，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状况进步50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长时间作业，其热安稳性次于α钛合金。

三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+

β钛合金

次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。

钛合金按用处可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功用合金（钛-铁贮*材料和钛-镍回忆合金）等。典型合金的成分和功用见表。

热处理钛合金经过调整热处理工艺能够取得不同的相组成和安排。一般以为细微等轴安排具有较好的塑性、热安稳性和疲劳强度；针状安排具有较高的耐久强度、蠕变强度和断裂耐性；等轴和针状混合安排具有较好的概括功用

常用的热处理办法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、进步塑性和安排安稳性，以取得较好的概括功用。一般α合金和（α＋β）合金退火温度选在（α＋β）─→β相改动点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚安稳的β相,然后在中温区保温使这些亚安稳相分化，得到α相或化合物等细微弥散的第二相质点，到达使合金强化的意图。一般(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相改动点以下40～100℃进行，亚安稳β合金淬火在(α＋β)─→β相改动点以上40～80℃进行。时效处理温度一般为450～550℃。

总结，钛合金的热处理工艺能够概括为：

（1）消除应力退火：意图是为消除或削减加工过程中发生的剩余应力。避免在一些腐蚀环境中的化学腐蚀和削减变形。

（2）彻底退火：意图是为了取得好的耐性，改进加工功用，有利于再加工以及进步尺度和安排的安稳性。

（3）固溶处理和时效：意图是为了进步其强度，α钛合金和安稳的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少数α相的亚稳β钛合金能够经过固溶处理和时效使合金进一步强化。

此外，为了满意工件的特殊要求，工业上还选用两层退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。

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