GWDL高溫真空氣氛爐加熱/冷卻方式對鈦合金熱處理強化的影響和工藝：

精品免费www鈦合金熱處（chù）理強化工藝如圖3所示。鈦合金固溶處理溫度（dù）越高，經時效後彌散（sàn）強化效果越明顯，但是如果（guǒ）溫（wēn）度高於β轉變溫度（即相變點）淬火，因α相消失，β相晶界移動加快（kuài），會引起晶粒過分粗大而導致脆性。實際證明，固溶處理溫度一般低於(α+β)/β相（xiàng）變（biàn）點30 ℃～110 ℃合理選擇，對（duì）於合金元素較低的α+β型鈦合金選（xuǎn）用（yòng）較高溫度淬火，以便得到更多的馬氏體相。合（hé）金元（yuán）素較高的α+β型鈦合金選用較低溫度淬火，以（yǐ）便得到較多的亞穩β相，經時效後強化效果更明顯。此外，保溫時間延長對鈦（tài）合金組織（zhī）影響不敏感。

圖3鈦合金熱處理工藝（yì）示意（yì）圖

1-加熱; 2-保（bǎo）溫; 3-水冷; 4-時效

2.2  真空加熱環境對鈦合（hé）金熱處理的影響

Ti是一種化學活性很高的金屬（shǔ），在高溫下Ti很容易與C、N、O、H等發生強烈反應，並對（duì）鈦合金材料本身性能帶來不利影響，例如鈦合金與（yǔ）O反應（yīng）使材料表（biǎo）麵（miàn）形成富氧層，使之性能下降；鈦合金加熱時容易吸H，引起氫脆。

真空狀態下加熱是最理想的“氣氛（fēn）”，見表1。

表1 真空度（dù）和相對雜質含量及露點（diǎn）

表1數據說明，真空狀態下加熱實質上是（shì）在非常稀（xī）薄的氣氛下加熱（rè），當熱場（chǎng）真空達（dá）到10-3 Pa時，可以實現鈦合（hé）金的光亮處理。

本文所論述（shù）的真空水淬（cuì）爐（lú）采用（yòng）無碳（tàn）元素的金屬屏熱場，輔以高真空加熱友好環境，爐膽（dǎn）的（de）加熱元件為鉬鑭合金帶，隔熱屏是由鉬屏+不鏽鋼屏組成複合隔熱屏（píng），對鈦合金而言是一個清潔的加熱（rè）場；真空係統配（pèi）置了三級泵組，即：機（jī）械泵+羅茨泵+擴（kuò）散（sàn）泵，可以得到相當雜質含量≤0.01 ppm的氣氛加熱環境，為鈦合（hé）金光亮、無（wú）氧化熱處理強化（huà）提供安全保障。

2.3  熱場爐溫均勻性對鈦合金熱處理的影響

鈦（tài）合金導熱性差，導熱係數隻有鐵的1/5，如果熱場爐溫均勻性不夠，很容易造成零（líng）件局部溫度過高，致使局部過熱，超過β轉變點形成魏氏組織。

高溫立式真空水淬爐選用950℃進行爐溫均勻性測（cè）試，9點測溫，設備熱場測試結果見圖4。精品免费wwwGWDL高溫立式真空水淬爐熱場有效（xiào）區內爐（lú）溫均勻性達到了≤±3 ℃。

圖4 高溫立（lì）式真（zhēn）空水淬爐爐（lú）溫均勻性測試示意圖

2.4  冷卻介質對鈦合金固溶過程（chéng）的影響

真空熱處（chù）理（lǐ）技術是根據（jù）組（zǔ）織（zhī）性能要求和構件材料的相變規律，選（xuǎn）擇適合的（de）冷卻介質，使得真空加熱的材料和構件在真空環境下按照要求的冷卻速度冷卻至出爐溫度。真（zhēn）空熱處理常用冷卻介質（zhì）包括：真空淬火油、非含氧氣體以及水，選（xuǎn）擇不同的冷卻（què）介質具有不同的冷卻速率，如圖5所示。

真空油淬冷卻利用的冷卻介質為真空淬火油，該技術可以替代鹽浴、氣氛保護熱處理，在（zài）獲得理想的心部（bù）組織和力學（xué）性能的同時，保證表麵的光潔，特別適用（yòng）於中、高合金鋼的（de）淬火。目前，真空油淬技術在我國熱處理行業應用廣（guǎng）泛，通過長期的設（shè）備、工（gōng）藝、淬火油品質的改進，真空油淬技術較為成（chéng）熟。但是，由於（yú）其冷卻速率較慢（低於水（shuǐ）淬），在鈦（tài）合金熱處理過程中如（rú）果控製不得當，容易（yì）形成脆性ω相；另一方麵，鈦合金工件高溫加熱入油後，在工件表麵與油蒸汽接（jiē）觸反（fǎn）應瞬間形成增碳，不利於鈦合金性能（néng）的提高，因（yīn）此不太適用於鈦合金的真空熱處理。

真空氣淬冷卻利用的非含氧型氣（qì）體作為冷卻介質，其特點是在一定範（fàn）圍內，隨著爐內氣體壓力的提高，冷卻速度可以隨之提高。真空氣淬常用的（de）冷卻氣體是：N2、H2、He和Ar，它（tā）們的導熱能力有很大（dà）差別，H2的冷卻能力最強，He次之，N2第三，Ar最次。使（shǐ）用40bar H2超（chāo）高壓氣淬，其冷卻速度可以接近水淬速（sù）度，但H2使用較為危險，同時鈦合（hé）金高溫時容易吸H，引起氫脆，因此不能作為鈦合（hé）金真（zhēn）空熱處（chù）理的冷卻介質（zhì）；使（shǐ）用（yòng）20bar He超（chāo）高壓氣淬，其（qí）冷卻速率介於油和（hé）水之間，可（kě）以取代真空油（yóu）淬，但He和Ar價格（gé）太高，淬火（huǒ）後還需考慮回收，熱處理成本過高而不能作為鈦合金真空熱處理的主要冷卻介質；N2廉價、安全，但是冷卻能力（lì）較（jiào）差，且高溫下與Ti發生強烈反應，降低鈦合金材料性能。該技術也不（bú）適用於鈦合金固溶強化處理。

真空水淬（cuì）技（jì）術用水作為淬火介質（zhì），特（tè）別適（shì）用於鈦合金工件（jiàn）的固溶處理。真（zhēn）空水淬的工件在真空條件下完成無氧化加熱之後，迅（xùn）速轉移至淬火水（shuǐ）槽，得到所需的固溶組織。目前國際上發達國家正在研究（jiū）鈦合金真空水淬的新工藝與新裝備，試圖降低鈦合金真空熱處理生產（chǎn）成本，改善性能，提高產（chǎn）品質量。

中國某公司使（shǐ）用型號精品免费wwwGWDL高溫（wēn）立式真空水淬爐對鈦合金材料Ti-6Al-2Zr-2Sn-1Cr-2Nb做了不（bú）同介質的冷卻實驗，結果如圖6所示。

圖6 鈦合（hé）金固溶處（chù）理金相照片(a) 水冷; (b) 油冷; (c)空（kōng）冷

綜上（shàng）所述，選擇不同的冷卻介質對鈦合金固（gù）溶（róng）處理的組織結構影響較大，隻有淬火介質選擇水，快速冷卻才會得到理想的馬氏體相變，淬火冷卻速（sù）度決定固溶質量，對鈦合金彌散強化起至關重要的作（zuò）用。