去應力退火:目的是消除工業(yè)純鈦和鈦合金零件加工或焊接后的內應力。退火溫度一般為450~650℃,保溫時間1~4h,空冷。
再結晶退火:目的是消除加工硬化。對于純鈦一般用550~690℃溫度,而鈦合金用750~800℃,保溫時間1~3h,空冷。
淬火和時效的目的是提高鈦合金的強度和硬度。α鈦合金和含β穩(wěn)定化元素較少的(α+β)鈦合金,自β相區(qū)淬火時,發(fā)生無擴散型的馬氏體轉變r→α′。α′為B穩(wěn)定化元素在α-Ti中的過飽和固溶體。α′馬氏體與α的晶體結構相同,具有密排六方晶格。α′硬度低、塑性好,是一種不平衡組織,加熱時效時分解成α相和β相的混合物,強度、硬度升高。
β鈦合金和含穩(wěn)定化元素較多的(α+β)鈦合金,淬火后β相變成介穩(wěn)定的β相,加熱時效時,介穩(wěn)定β相析出彌散的α相,使合金的強度和硬度提高。
α鈦合金一般不進行淬火和時效處理,3鈦合金和(α+β)鈦合金可進行淬火時效處理提高強度、硬度。
鈦合金的淬火溫度一般選在α+β兩相區(qū)的上部范圍,淬火后部分α保留下來,細小的β相變成介穩(wěn)定β相或α′相或兩者均有(決定于β穩(wěn)定化元素的含量),經時效后可獲得好的綜合力學性能。假如加熱到β單相區(qū),β晶粒極易長大,則熱處理后的韌性很低。一般淬火溫度為760~950℃,保溫時間5~60min,水中冷卻。
鈦合金的時效溫度一般在450~550℃之間,時間為幾小時至幾十小時。
鈦合金熱處理加熱時應防止污染和氧化,并嚴防過熱。β晶粒長大后,無法用熱處理方法挽救。