钛合金热处理综述

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1、钛合金热处理综述姓名学号材料制备：钛合金热处理综述目录引言1一、钛合金在航空航天的应用2二、钛合金综述31.钛合金的分类及特点3A.分类3B.各类钛合金的特点42.合金元素5A.合金元素分类5B.合金元素作用63.钛的相变6A.同素异构转变6B.β相转变6C.时效过程中亚稳定相的分解8D.钛合金二元相图9三、热处理引言9四、热处理基本原理94.退火10A.回复10B.再结晶10C.去应力退火10D.简单退火11E.完全退火11F.等温退火和双重退火11G.真空退火115.固溶与时效处理（强化热处理）12A.固溶处理

2、13B.时效处理13C.固溶-时效处理146.形变热处理（热机械处理）147.化学热处理15五、热处理缺陷和防治15六、钛合金组织与性能161.钛合金相组成162.钛合金组织类型16A.魏氏体组织16B.网篮组织16C.等轴组织17D.双态组织173.钛合金的热处理与组织、性能的关系17A.常规拉伸性能17B.疲劳性能17C.断裂韧性18ii材料制备：钛合金热处理综述D.应力腐蚀断裂18七、钛的表面热处理181.渗无机元素表面热处理18A.渗碳18B.渗氮19C.渗硼192.渗金属元素表面热处理19参考文献21ii

3、材料制备：钛合金热处理综述引言钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，因其具有质轻、高强、耐蚀、耐热、无磁等一系列优良性能，以及形状记忆、超导、储氢、生物相容性四大独特功能，被广泛应用在航空航天、舰船、军工、冶金、化工、海水淡化、轻工、环境保护、医疗器械等领域，并创造了巨大的经济和社会效益，在国民经济发展和国防中占有重要的地位和作用。钛是金属材料王国中“全能的金属”、“海洋金属”、“太空的金属”，从工业价值、资源寿命和发展前景来看，钛被视为继铁、铝之后处于发展中的“第三金属”和“战略金属”。根据在钛中加入

4、β稳定元素的多少及退火后的组织，钛合金可分为α、近α、α+β、近β和β钛合金。美、日、俄罗斯以及中国等许多国家都高度重视钛合金的发展，各国根据不同国情和需求进行了各自的研发，现已得到了广泛的应用。第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。随后，美国在高强钛合金、钛铝金属间化合物、钛基和钛

5、铝基复合材料及其相关的高新技术研究和应用方面都遥遥领先。除航空外领域，美国也将钛用在海洋开发、地热发电以及制作放射性废物处理的容器等方面，其发展的趋势是由军工到民品，由飞机发动机到机体，由航空航天到一般产业。重点放在基础研究、合金设计、熔炼技术、加工工艺方面。目前美国在航空航天等军工领域的用钛量最大，自上世纪80年代后，各种先进战机和轰炸机中，钛及其合金的用量已稳定在20%以上。近年来，日本除了继续开拓钛在航空工业的应用外，仍以民用为主，而俄罗斯则以提高结构钛合金材料强度、改善加工性能、提高使用温度及改善熔炼技术为

6、重点。我国钛产品80%以上用于石油、化工等民用工业，近期发展的主要目标是国内市场。目前，钛工业发展中呈现出许多技术上的创新，其中工艺性创新较成分创新多，体现在阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维/钛层板等研发方面。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由

7、发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI

8、829、IMI834等[2,4]。据相关统计数据，2012年我国化工行业用钛量达2.5万吨，比2011年有所减少。这是自2009年以来，我国化工用钛市场首次出现负增长。近些年来，化工行业一直是钛加工材最大的用户，其用量在钛材总用量的占比一直保持在50%以上，2011年占比高达55%。但随着经济陷入低迷期，化工行业不但新建项目明显减少，同时还将面临产业结构调整