钛合金热处理操作注意事项

钛合金热处理操作注意事项
淬火:
1.淬火操作时,从出炉到进入淬火介质之间的转移时间越短越好,以防B相分解,转移时间最长不超过10s
韩剧顺英的抉择
2.淬火加热保温时间的计算公式:
t=(5~8)A S (min)生化仪
A—保温时间系数3min/mm
S —零件有效厚度(mr)
淬火介质:高闪点的油,或不含氯化物的盐浴如亚硝酸盐和硝酸盐浴
防氧化和腐蚀:
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1.在氯盐浴中加热时,发生热盐腐蚀的临界温度是288oC,主要是热处理前零件清洗不正确,要求正确清洗。搬运时,不要在零件上按指纹,对于工件上的油和润滑脂应清洗干净
2.钛合金在真空中加热时,真空压力为0.1~1kPa
3.为防止氧化,可用高纯度氩、氖等惰性气体保护,也可用塑料进行保护,或加热前把零件在熔融的玻璃中浸蘸一下
变形:为防止热处理翘曲,零件应固定于铁基或镍基合金制造的夹具中为防止夹具带来的油污,在夹具里垫薄钛板或喷AI2O3,将钛零件
同夹具隔开,夹具在使用前应进行烧焦处理
有害气体影响:
氢气:含氢量超过0.02%会产生氢脆,所以钛合金最好在真空中加热, 用火焰加热时,火焰不能直接喷在工件上,火焰调成中性或略带氧化性
氧气:氧易和钛生成TiO2薄膜,使用过程中易产生剥落氮气:零件吸入氮气变脆,塑性下降
钢材断裂的基本分析
如今,用于各行业的钢材品种达数千种之多。每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量
而具有不同的商品名称。虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择,然而这些参数很难适用于所有钢材。主要原因有:第一,因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素,成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织,从而改变了钢的原有性能;第二,因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷,特别是集中缺陷(如气孔、夹杂等)在轧制时极其敏感,并且在同一化学成分钢的不同炉次之间,甚至在同一钢坯
的不同部位发生不同的改变,从而影响钢材的质量。由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散(严防集中缺陷)度,而不是化学成分。所以,经热处理后韧性会发生很大变化。要深入探究钢材性能及其断裂原因,还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。
1. 铁素体- 珠光体钢断裂
铁素体- 珠光体钢占钢总产量的绝大多数。它们通常是含碳量在
0.05%〜0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。
铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁(铁素体)、0.01%G可溶合金和Fe3C 组成。在碳含量很低的碳钢中,渗碳体颗粒(碳化物)停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。但当碳含量高于0.02%时,绝大多
数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构,而称为珠光体,同时趋向于作为“晶粒”和球结(晶界析出
物)分散在铁素体基体中。含碳量在0.10%〜0.20%的低碳钢显微组织中,珠光体含量占10%〜25%。
尽管珠光体颗粒很坚硬,但却能非常广泛地分散在铁素体基体上,并且围绕铁素体轻松地变形。通常,铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。因此,珠光体会通过升高d-1/2 (d为晶粒平均直径)而间接升高拉伸屈服应力S y。
从断裂分析的观点看,在低碳钢中有两种含碳量范围的钢,其性能令人关注。一是,含碳量在0.03%以下,碳以珠光体球结的形式存在,对钢的韧性影响较小;二是,含碳量较高时,以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。
2.处理工艺的影响实践得知,水淬火钢的冲击性能优于退火或正火钢
的冲击性能,原因在于快冷阻止了渗碳体在晶界形成,并促使铁素体晶粒变细。
大黄丹许多钢材是在热轧状态下销售,轧制条件对冲击性能有很大影响。较低的终轧温度会降低冲击转变温度,增大冷却速度和促使铁素体晶粒变细,从而提高钢材韧性。厚板因冷却速度比薄板慢,铁素体晶粒比薄板粗大。所以,在同样的热处理条件下厚板比薄板更脆性。因此,热轧后常用正火处理以改善钢板性能。
中药提取热轧也可生产各向异性钢和各种混合组织、珠光体带、夹杂晶界与轧制方向一致的定向韧性钢。珠光体带和拉长后的夹杂粗大分散成鳞片状,对夏比转变温度范围低温处的缺口韧性有很大影响。
3.铁素体- 可溶合金元素的影响绝大多数合金元素加入低碳钢,是为了生产在某些环境温度下的固溶体硬化钢,提高晶格摩擦应力S i。但目前还不能仅用公式预测较低屈服应力,除非已知晶粒尺寸。虽然屈服应力的决定因素是正火温度和冷却速度,然而这种研究方法仍很重要,因为可以通过提高S i 预测单个合金元素可降低韧性的范围。
铁素体钢的无塑性转变(NDT温度和夏比转变温度的回归分析
至今尚无报导,然而这些也仅限于加入单个合金元素对韧性影响的定性讨论。以下就几种合金元素对钢性能的影响作简要介绍。
1)锰。绝大多数的锰含量约为0.5%。作为脱氧剂或固硫剂加入可防止钢的热裂。在低碳钢中还有以下作用。
♦含碳量0.05%钢,空冷或炉冷后有降低晶粒边界渗碳体薄膜
形成的趋势。
♦可稍减小铁素体晶粒尺寸。
♦可产生大量而细小的珠光体颗粒。
前两种作用说明NDT温度随着锰量的增加而降低,后两种作用会引起夏比曲线峰值更尖。sf1995
钢含碳量较高时,锰能显著降低约50%转变温度。其原因可能是因珠光体量多,而不是渗碳体在边界的分布。必须注意的是,如果钢的含碳量高于0.15%,高锰含量对正火钢的冲击性能影响起到了决定性作用。因为钢的高淬透性引起奥氏体转变成脆性的上贝氏体,而不是铁素体或珠光体。
2)镍。加入钢中的作用似锰,可改善铁-碳合金韧性。其作用大小取决于含碳量和热处理。在含碳量(约0.02%)很低的钢中,加入量达到2%
就能防止热轧态和正火钢晶界渗碳体的形成,同时实质降
低开始转变温度TS,升高夏比冲击曲线峰值。
进一步增加镍含量,改善冲击韧性效果则降低。如果这时含碳量低至正火后无碳化物出现时,镍对转变温度的影响将变得很有限。在含碳约0.10%的正火钢中加入镍,最大的好处是细化晶粒和降低游离氮含量,但其机理目前尚不清楚。可能是由于镍作为奥氏体的稳定剂从而降低了奥氏体分解的温度。
3)磷。在纯净的铁- 磷合金中,由于铁素体晶界会发生磷偏析降低了抗拉强度Rm而使晶粒之间脆化。
此外,由于磷还是铁素体的稳定剂。所以,加入钢中将大大增加S i值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为

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