本项创新技术涉及钛合金热加工领域,专注于Ti-6Al-4V钛合金及其热处理工艺的开发。该工艺包括对Ti-6Al-4V钛合金样品表面氧化层的处理,以及后续的热处理步骤,旨在提升合金的性能和应用范围。
背景技术
钛合金是以钛为基础加入其他元素所组成的一种合金。钛合金由于具有密度低、强度比高、抗蚀性能高、低温性能好、化学活性大等优点,已经被广泛应用于航空航天、化工医药、体育休闲、医用行业以及汽车工业等领域。钛合金主要分为三类:α钛合金,β钛合金,以及α+β钛合金,合金代号分别为TA、TB、TC。目前工业生产中最常用的钛合金就是TC4即Ti-6Al-4V,大多数工业生产的产品都围绕此合金进行展开。TC4广泛应用于制造发动机相关零件以及各种承力梁等构件,所以对其性能要求更高。钛合金的性能与组织有密不可分的关系,为此就需要通过对Ti-6Al-4V钛合金进行热处理来调控显微组织以达到此目的。
钛合金常用的热处理方法有固溶时效、淬火、退火等。固溶时效处理是将钛合金加热到设定的固溶温度,使钛合金中的溶质能够完全溶解于钛合金基体中,为使钛合金中的溶质不能重新析出,需要使钛合金迅速冷却,形成固溶强化效应。之后再将钛合金在设定的温度和时间下进行时效处理,促进钛合金的强度硬度得到提升,并且可以保持良好的塑韧性。淬火处理包括三个过程:加热、保温和冷却,是利用相变产生强化效果。钛合金经过淬火后的强化效果与合金元素性质、浓度等因素有关。这些因素对钛合金淬火后得到的相的类型、分布、数量等有很大关联。退火处理是将钛合金加热至一定的温度并进行保温,之后再缓慢冷却至室温。退火处理主要是消除应力及缺陷,以此提高钛合金的塑性,韧性、加工性能和耐腐蚀性能。
若想要Ti-6Al-4V钛合金的综合力学性能得到提升,最关键的问题就是对Ti-6Al-4V钛合金的微观组织进行调控。但是现有的热处理工艺对钛合金进行微观组织调控时,工艺复杂,操作繁琐,后续加工时机械切削力较大,成本较高。
实现思路