GWDL高溫真空氣（qì）氛爐加熱/冷卻方式對（duì）鈦合金熱處理強化的影響和工（gōng）藝：

91香蕉视频在线观看鈦合金（jīn）熱處理強化工藝如圖3所示。鈦合金（jīn）固（gù）溶處理溫度越高，經時（shí）效後彌散強化效果越明顯，但是如果溫度高於β轉變溫度（dù）（即（jí）相變點）淬火，因α相消失，β相（xiàng）晶界移動加快，會（huì）引起晶粒過分粗大而導致脆性。實際（jì）證明，固溶處理溫度一般低於(α+β)/β相變點30 ℃～110 ℃合理選（xuǎn）擇，對於合（hé）金元素較低的α+β型鈦（tài）合金選用較高溫（wēn）度淬（cuì）火，以便（biàn）得到更多的馬氏體相。合金元素較高的α+β型鈦合金選用（yòng）較低溫度淬（cuì）火，以便得到較多的亞穩β相，經時效後強化效果更明顯。此外，保溫時間延長對鈦合金組織影響（xiǎng）不敏感。

圖3鈦合金熱處理工藝示意圖

1-加熱; 2-保（bǎo）溫; 3-水冷（lěng）; 4-時效（xiào）

2.2  真空（kōng）加熱環境對鈦合金熱處理的影響

Ti是一種化學活性很高的金屬，在高（gāo）溫下Ti很容易與C、N、O、H等發生強烈反應，並對鈦合金材料本身性能帶來不利影響，例（lì）如（rú）鈦合金與O反應使材料表麵形（xíng）成富氧層，使之性能下降；鈦合金加熱時容易吸H，引起氫脆。

真空狀態下加熱是最理（lǐ）想的“氣氛（fēn）”，見表（biǎo）1。

表1 真空度和相對（duì）雜（zá）質含量及露點

表1數據說明，真空狀態下加熱（rè）實（shí）質上（shàng）是在非常稀薄的（de）氣氛下加熱，當熱場真空達到10-3 Pa時，可以實現鈦合金的光亮處理。

本文所論述的真空水淬爐采用無碳元素的金屬屏（píng）熱場，輔（fǔ）以高真空加熱友好環境，爐膽的加熱元件為（wéi）鉬鑭合金帶，隔熱屏是由鉬屏+不鏽鋼屏組成複合隔熱（rè）屏，對鈦合金而言是一個清潔的加熱場（chǎng）；真空係統配置（zhì）了三級泵組，即：機械泵+羅茨泵+擴散泵，可以得到相當雜質含量≤0.01 ppm的氣氛加（jiā）熱環境，為鈦合金光（guāng）亮、無（wú）氧化熱處理強化提供安全保障。

2.3  熱場爐溫均勻性對鈦合金熱處（chù）理的影響

鈦合金導熱性（xìng）差（chà），導熱係數隻有鐵的1/5，如果熱場爐溫（wēn）均勻性（xìng）不夠，很容易造（zào）成零件局部（bù）溫度過高，致（zhì）使局部過（guò）熱，超（chāo）過（guò）β轉變點形成魏氏組織。

高溫立式（shì）真空水（shuǐ）淬爐選用950℃進行爐溫均勻性測試，9點測溫，設備熱場測試結果見圖4。91香蕉视频在线观看GWDL高溫立式真空水淬爐熱場有（yǒu）效區內爐溫（wēn）均勻性達到了（le）≤±3 ℃。

圖4 高溫立式（shì）真空水淬爐爐（lú）溫均勻性測試示意圖

2.4  冷卻介質對鈦（tài）合金（jīn）固溶過程的影響

真空（kōng）熱處理技術（shù）是根據組（zǔ）織（zhī）性（xìng）能要求和構件材料的相變規律，選擇適合的冷（lěng）卻介質，使得真空加熱的材料和構件在真空環境下按照（zhào）要求（qiú）的冷卻速度冷卻至出爐溫度。真空熱（rè）處理常用冷卻介質包括：真空淬（cuì）火油（yóu）、非含（hán）氧氣體以及水，選擇不同的冷（lěng）卻（què）介質具有不同的冷卻速率，如圖5所示。

真空油淬冷卻利用的冷卻介質為（wéi）真（zhēn）空（kōng）淬火油，該技術可以替代鹽浴（yù）、氣（qì）氛保護熱處理，在獲得理想的心部組織和力學性能的同時，保證表麵的光潔，特別適用於中、高合金鋼的淬火（huǒ）。目前，真空油淬技術在我國熱（rè）處理行業應用廣（guǎng）泛（fàn），通過長期的設備、工藝、淬火油品質的改進，真空油淬技術較為成熟（shú）。但是，由於其冷卻速率較慢（低於水（shuǐ）淬），在（zài）鈦合金熱處理過程中如果控製不得當，容易形成脆性ω相；另一方麵（miàn），鈦合金工件高（gāo）溫加（jiā）熱入（rù）油後，在工件（jiàn）表麵與油蒸汽接觸反應（yīng）瞬間形成增碳，不利於鈦合金性（xìng）能的（de）提高（gāo），因此不太適用於鈦合金的真空熱處理。

真空（kōng）氣淬冷卻利用的非含氧型氣體作為冷卻介質，其特點（diǎn）是在一定範圍（wéi）內，隨著爐內氣體壓力的提高，冷卻速度可以隨之提高。真空氣淬常用的冷卻氣體是：N2、H2、He和Ar，它們（men）的（de）導熱能力有很大差別（bié），H2的冷卻能力最強，He次之，N2第三，Ar最次。使用40bar H2超高壓氣淬，其冷卻速度可以接近水淬速度，但H2使用較為危險，同時（shí）鈦合金高溫時容易吸H，引起氫脆，因此不能作為鈦合（hé）金真空熱處理的冷卻介質；使用20bar He超高壓氣淬，其冷卻速率介於油和水之間，可（kě）以取代真空油淬，但He和Ar價格太高，淬（cuì）火後還需考慮回收，熱處理成（chéng）本過高而（ér）不能作為鈦合金（jīn）真（zhēn）空（kōng）熱處理的主要冷（lěng）卻介質；N2廉（lián）價、安全，但是冷卻能力較差，且高溫下與Ti發生強烈反應，降低鈦合金材料性（xìng）能。該技術也（yě）不（bú）適用於鈦（tài）合金固溶強化（huà）處理（lǐ）。

真空（kōng）水淬技術用水作為淬（cuì）火介質，特別適用於鈦（tài）合金工件的固溶處理。真空水淬的工件在真空條件下完成無氧化（huà）加熱之後（hòu），迅速轉移至淬火水槽，得到（dào）所需的固溶組織。目（mù）前國際上發達國家正（zhèng）在研究鈦合（hé）金真空水淬的新工藝與新（xīn）裝備，試圖降低鈦合金真空熱處理生產（chǎn）成本，改善性能，提高產品質量。

中國（guó）某公司使（shǐ）用型號91香蕉视频在线观看GWDL高溫立式真空（kōng）水淬爐對鈦合金材料Ti-6Al-2Zr-2Sn-1Cr-2Nb做了不同介質的冷卻實驗，結果如圖6所示。

圖6 鈦合金（jīn）固溶處理（lǐ）金相照片(a) 水冷; (b) 油冷; (c)空冷

綜上所述，選擇不（bú）同的冷卻介質對（duì）鈦合金固（gù）溶處理的組織結構影響較大，隻有淬火介質選擇水（shuǐ），快速冷卻才會得到理想的馬氏體相變（biàn），淬火冷卻速度決定固（gù）溶質量，對鈦合金彌散強化起至關重要的作用。