钛设备和钛合金板热处理在结晶的过程

钛设备和钛合金板热处理在结晶的过程

钛合金板和钛设备在加热时除有冷加工组织的回复及再结晶过程外，还有化合物的溶液和a→β的多型性转变。为了改善钛合金和钛设备的性能，除了通过必要的合金化外，一般还要采用适当的热处理。钛合金和钛设备的回复过程也是在一定温度下，通过空位及位错的运动使形变时产生的大部分第二类内应力消除的过程。发生回复过程的温度低于再结晶温度，一般在500～650℃。

　　同其它金属一样，钛合金板和钛设备的再结晶过程也是在变形后的组织上，在结晶晶粒的生核长大过程。此时晶格类型不发生变化，但有力学性能的变化。这一过程受到冷变形程度、加热温度及保温时间的影响，并可通过冷变形率、加热温度和再结晶晶粒尺寸的三维再结晶出来。

　　合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。除铌和钴外，一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。

　　测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时，形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒，同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。对于可热处理β合金，还可以用不完全时效（500℃/4～8小时，空冷）的方法显示再结晶组织，经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定，TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右，TA7钛合金约为600℃，TC4钛合金约为700℃，TB2合金则750℃。

　　应该指出，在钛合金板和钛设备中，再结晶过程往往还伴随着一些其它组织变化。例如，在β稳定元素含量较小的近a合金和a+β合金中，伴随着有a相的溶解及β成分的改变；在可热处理β合金中再结晶过程往往与重结晶过程同时进行，或对随后的时效造成孕育效果。此外，不同类型合金在室温的显微组织不同，参与变形的合金相不同，再结晶的进程和特点也不一样。a合金的再结晶主要在a相中进行。除工业纯钛外，a合金冷变形能力小，因此晶粒细化效困难，在β型合金中再结晶主要在β相中进行。β合金冷变形能力很大，晶粒破碎程度大，通过再结晶可以改变原始组织。但是由于β合金晶粒长大倾向大，因此晶粒细化依然较困难。至于a+β合金，则要看参与变形的主要相，依具体情况来分析，如TC4合金的再结晶主要是a相的再结晶