通過嚴格審核及多次試驗,上海熱處理廠有限公司的鈦合金熱處理技術正式應用於航空裝備領域。2009年11月,上海熱處理廠有限公司與新加坡科技宇航達成合作協議,正式為科技宇航有限公司提供航空領域鈦合金熱處理服務,從而為上海熱處理廠有限公司參與國產大飛機的戰略實施取得了實質性突破。
鈦及鈦合金具有重量輕、強度大、耐腐蝕等許多特性,鈦及其合金不僅在航空、宇宙航行工業中有著十分重要的應用,而且已經開始在化工、石油、輕工、發電、冶金等許多民用工業部門中廣泛應用。
鈦的另一個顯著特點是耐腐蝕性強,這是鈦對氧的親合力特別大,能在其表麵生成一層致密的氧化膜,可保護鈦不受介質腐蝕。金屬鈦在大多數水溶液中,都能在表麵生成鈍化氧化膜。因此,鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質中具有很好的穩定性,但在某種介質中,能連續溶解鈦表麵氧化膜時,鈦在這種介質中便會受到腐蝕。例如,氫氟酸、濃熱的鹽酸、流酸和磷酸中,由於溶液溶解鈦表麵氧化膜,所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時、則鈦表麵氧化膜便會受到保護。
由於鈦在高溫下極易被氧化,一般來說熱處理是需要真空爐的。常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內應力、提高塑性和組織穩定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度選在(α+β)—→β相轉變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫區保溫使這些亞穩定相分解,得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點,達到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相轉變點以下40~100℃進行,亞穩定β合金淬火在(α+β)—→β相轉變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。
總結,鈦合金的熱處理工藝可以歸納為:
(1)消除應力退火:目的是為消除或減少加工過程中產生的殘餘應力。防止在一些腐蝕環境中的化學侵蝕和減少變形。
(2)完全退火:目的是為了獲得好的韌性,改善加工性能,有利於再加工以及提高尺寸和組織的穩定性。
(3)固溶處理和時效:目的是為了提高其強度,α鈦合金和穩定的β鈦合金不能進行強化熱處理,在生產中隻進行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。
此外,為了滿足工件的特殊要求,工業上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。