TC6鈦合金是一種具有復(fù)雜顯微組織結(jié)構(gòu)的兩相鈦合金。擁有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但其材料成本昂貴，難以進(jìn)行鍛造加工成形。普通退火狀態(tài)TC6鈦合金在300℃/5000h以下具有良好的組織和性能穩(wěn)定性，不同溫度瞬時(shí)拉伸、蠕變、持久等高溫性能與雙重退火和等溫退火狀態(tài)相當(dāng)。經(jīng)普通退火處理的TC6鈦合金半成品可以滿足飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的使用溫度(300℃以下)要求。

通過對熱處理工藝、組織、性能的關(guān)系研究，提出TC6鈦合金鈦棒、鈦鍛件熱處理工藝選擇原則：

1）普通退火：

普通退火是一種常用的、簡單易行的退火制度。在下述條件下，TC6鈦合金可采用或推薦采用普通退火工藝：

①普通退火可用于直徑或截面厚度小于90mm的TC6鈦合金飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的退火；經(jīng)過普通退火處理后的鈦合金結(jié)構(gòu)件，可以在250℃以下長期使用，其全面性能與等溫退火相當(dāng)；

②對截面尺寸差別大的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，為提高組織與性能的均勻性，建議優(yōu)先采用普通退火；

③在等溫退火轉(zhuǎn)妒冷卻工藝操作不易實(shí)現(xiàn)或熱處理爐等設(shè)備條件不具備的情況下.可采用普通退火代替等溫退火；

④TC6鈦合金經(jīng)氟弧焊和電子束焊接后的零件應(yīng)按810℃±10℃，保溫Ih~2h的普通退火制度進(jìn)行。焊接零件的退火和穩(wěn)定化處理應(yīng)在帶保護(hù)氣體的爐中或在真空(工作壓強(qiáng)不大于6.7xl0-^-2pa)爐中進(jìn)行。此外，有機(jī)械加工余量的零件退火可在空氣氣氛爐中進(jìn)行。

2）雙重退火。

雙重退火適用于直徑或厚度大于50mm的TC6鈦合金棒材和鈦鍛件，可保證TC6鈦合金較大截面棒材和鍛件獲得合格的抗拉強(qiáng)度，以彌補(bǔ)因合金化學(xué)成分、半成品尺寸規(guī)格放大等因素帶來的一定程度的強(qiáng)度損失。

3）等溫退火。

等溫退火適用于直徑或厚度不大于50mm的TC6鈦合金棒材和鍛件。

等溫退火和雙重退火可保證TC6鈦合金在400℃~450℃下長時(shí)間使用過程中的持久強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

4）固溶時(shí)效。

固浴時(shí)效強(qiáng)化熱處理后可提高強(qiáng)度15%~30%，還可提高合金在中溫下的疲勞極限和持久強(qiáng)度(不高于450℃，并取決于使用壽命)。在強(qiáng)化熱處理狀態(tài)下，合金的塑性、沖擊韌性、低周疲勞性能與退火狀態(tài)相比，有一定程度的下降。具有粗片狀組織的半成品由于其塑性低，不宜采用強(qiáng)化熱處理。與退火狀態(tài)相比，固溶時(shí)效狀態(tài)的鈦合金對交變載荷下的不對稱循環(huán)、應(yīng)力集中和表面粗糙度較敏感，制件在使用時(shí)必須采取措施以使上述因素的影響最小。

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