Отжиг и вакуумная обработка титана на твердый раствор

Целью отжига является гомогенизация структуры и фазового состава, получение равномерных эксплуатационных характеристик, повышение пластичности, а также устранение внутренних напряжений, образующихся при обработке давлением, сварке, механической обработке и т. д. Полный отжиг — это нагрев выше температуры начала рекристаллизации, но ниже температуры превращения β- фазы. Обычно температура отжига выбирается на 120~200℃ ниже температуры превращения β- фазы. Неполный отжиг проводится для устранения напряжений, а температура обычно на 150–250 ℃ ниже температуры начала рекристаллизации. Температура отжига пластин ниже, чем прутков и поковок. Отжиг титановых сплавов обычно проводится без вакуума, но иногда требуется вакуумный отжиг для удаления водорода или предотвращения загрязнения вредными газами, такими как кислород и азот. Температура вакуумного отжига обычно составляет 500~750℃. Для стабилизации структуры и свойств жаропрочных титановых сплавов можно использовать двукратный отжиг или изотермический отжиг. Двойной отжиг состоит из двухэтапного нагрева и промежуточного охлаждения на воздухе, то есть нагрева на 20~160℃ ниже температуры превращения фазы B и охлаждения на воздухе, а затем нагрева на 300~450℃ ниже температуры фазового превращения и охлаждения на воздухе. Разница между изотермическим отжигом и двойным отжигом заключается в том, что скорость охлаждения между двумя нагревами различна. Двойной отжиг использует воздушное охлаждение. Изотермический отжиг осуществляется путем передачи тепла из высокотемпературной печи в низкотемпературную печь для сохранения тепла и охлаждения вместе с печью.

Закалка и старение — упрочняющие термические обработки титановых сплавов, целью которых является получение комплекса свойств высокой прочности и хорошей пластичности. Существует два типа обработки раствором, а именно обработка раствором в β- фазе и обработка раствором в (α+β)-фазе. Обработка раствора β- фазы проводится при температуре на 30~100℃ выше температуры превращения β-фазы, выдерживание в тепле в течение 10~30 мин, охлаждение на воздухе или закалка в воде. Она в основном подходит для метастабильных сплавов β- фазы; обработка раствора (α+β)-фазы проводится при температуре на 30~60℃ ниже температуры превращения β-фазы, выдерживание в тепле в течение 30~120 мин, закалка в воде и старение заключается в разложении метастабильной фазы, полученной при обработке раствора. Она обычно проводится при температуре 450~550℃, со временем старения 2~8 ч, а затем охлаждением на воздухе .