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钛合金棒的加工中的热氢处理方法

2019-09-30

      长期以来 ,人们认为氢在钛合金中只会产生不利影响而一直致力于氢脆性的研究 ,50 年代 , 原西德学者 Zwiecker 和 Schleicher 发现 ,对渗氢的钛合金铸锭进行热压力加工时 ,其热变形性反而提高了 。70 年代 ,莫斯科飞机制造研究院开始研究氢对钛棒加工性能的影响 ,提出了氢塑化的概念 ,现 把这种工艺称为热氢处理 ( THT ) 。

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290123com澳门天天彩-澳门天天彩8769cc-2021澳门合彩开彩结果     热氢处理利用了氢在钛合金中的特性 ,把氢作 为临时合金化元素 ,以氢的可逆合金化和热影响相 结合为依据 。它包括 3 个主要阶段 : ①氢饱和 ; ②对 氢合金化材料的热效应 ; ③真空脱氢至安全浓度 。 已获得的大量试验结果表明 ,热氢处理不仅降低了 钛合金的变形应力 ,而且有助于热处理和最终真空。


     退火时的组织变化 ,从而改善了钛合金棒的组织结 构和加工性能 。氢合金化的钛合金 , 其粗大的组织明显细化 ,另外 ,合金的切削加 工温度可降低 50 ℃~150 ℃ ,切削力降低 1. 3~ 1. 5 倍 ,同时工具寿命提高 2~10 倍 。热氢处理无液固相 转变 。目前 ,THT已成为提高TC4钛棒性能的一种新型的加工方法 。


     氢是间隙性 β稳定元素 ,在钛及其合金中 ,氢具 有以下特性 [15 , 16] : ①高的溶解度 ,氢在 α - Ti 中溶 解度虽然很小 ,室温下仅为 0. 002 %~ 0. 007 % [17 ] , 但在 β相中的溶解度可达 0. 4 % [18 ] ,而且随着温度 的升高 , 溶解度增大 ( 640 ℃时纯钛中可溶解 3 % 的 氢) ; ②降低 β转变温度 ,作为强 β 稳定元素 ,氢扩大 β相区 ,并降低 β 转变温度 ,可使纯钛的 β 转变温度 由 886 ℃降至 330 ℃,对 TC4 合金 ,0. 5 %H 可使β转 变温度由 980 ℃降至 805 ℃; ③发生共析转变 , 当降 温至共析转变温度时 ,含高浓度氢的钛合金发生共 析转变 ,析出γ 相 ; ④氢的溶解是可逆的 ,钛合金中 的氢可通过真空退火去除 ; ⑤氢脆性 ,室温下 ,氢降 低钛的韧性 。

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