胡超课程设计修改1

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1、攀枝花学院本科课程设计TC4钛合金成分及热处理工艺设计学生姓名：胡超学生学号：200911103019院（系）：材料工程学院年级专业：2009级冶金工程指导教师：陈绿英助理指导教师：2012年6月11日攀枝花学院学生课程设计(论文)摘要摘要TC4钛合金热处理过程中有诸多因素影响，在高温下钛有很高的化学活性，容易为炉气中的氢、氧、氮、氯等元素化合，对性能产生不良影响，必须予以控制。钛合金热处理强化效果与合金中β稳定元素的含量及热处理工艺有关。由于钛在高温时异常活泼，因此钛及钛合金的熔炼、浇铸、焊接和部分热处理都要在真空或惰性气体中进

2、行，加工复杂，成本昂贵，影响其广泛使用。因此，合适的热处理温度及一系列影响，是获得TC4钛合金的基础。本文将介绍TC4钛合金化学成分对钢性能的影响以及如何设计热处理工艺才能满足钢性能的要求。关键字TC4钛合金，β钛合金，性能，温度，热处理II攀枝花学院学生课程设计(论文)目录目录摘要I1绪论12热处理准备22.1TC4钛合金的化学成分22.2化学元素对钛合金热处理的影响22.2.1氢22.2.2氧22.2.3氯化物22.2.3氮22.3热处理对TC4钛合金性能影响33热处理工艺制度43.1热处理工艺参数43.2热处理工艺流程43.

3、2.1退火43.2.2固溶处理和时效53.2.3形变热处理64结论7参考文献8II攀枝花学院学生课程设计(论文)1绪论1绪论钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、

4、导弹和高速飞机的结构。另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最着名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。但是，由于钛在高温时异常活泼，因此钛及钛合金的熔炼、浇铸、焊接和部分热处理都要在真空或惰性气

5、体中进行，加工复杂，成本昂贵，影响其广泛使用。在高温下钛有很高的化学活性，容易为炉气中的氢、氧、氮、氯等元素化合，对性能产生不良影响，必须予以控制。1攀枝花学院学生课程设计(论文)2成分和热处理工艺对TC4钛合金的影响2攀枝花学院学生课程设计(论文)2成分和热处理工艺对TC4钛合金的影响2成分和热处理工艺对TC4钛合金的影响2.1TC4钛合金的化学成分TC4含钛(Ti)余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.52.2

6、化学元素对钛合金热处理的影响2.2.1氢合金中含氢量通常限制在ω（H）0.15%～0.2%以下，超过限量时，可能导致氢脆颇断。加热最好在真空炉中进行，在盐浴炉和空气电炉中加热尚可。在燃烧炉中加热时，火焰不能直接喷向工件，应将炉气调整成中性或略带氧化性。2.2.2氧在热处理加热时，钛与氧作用会生成氧化膜，其厚度与温度的关系见表1.1。此外，氧向内部扩散形成富氧的α层，其厚度一般可达40～80µm。富氧α层的塑性很差，在使用时易剥落，可通过机械加工予以清除。精密的细薄件一般采用真空、惰性气体介质加热或涂层保护。表1.1工业纯钛在不同温

7、度下于空气中加热半小时后的氧化膜厚度温度∕℃氧化膜厚度∕㎜温度∕℃氧化膜厚度∕㎜316极薄816＜0.025427极薄871＜0.025538极薄927＜0.0516490.0059820.0517040.00510330.1027600.007610930.3532.2.3氯化物加热至290℃以上，在氯盐和应力作用下，钛合金会产生应力腐蚀。应力腐蚀程度与时间、温度和应力大小有关。氯化物的离子可能来源于指痕和清洗液。在热处理前后搬运和清洗工件时要特别注意。2.2.4氮钛合金如吸收大量氮，会使塑性显著下降。但钛合金在热处理过程中吸收

8、氮的速度比吸收氧的速度慢得多，不致造成严重影响。2攀枝花学院学生课程设计(论文)2成分和热处理工艺对TC4钛合金的影响2.3热处理对TC4钛合金性能的影响经不同工艺热处理后，合金的力学性能发生明显变化。退火处理后，合金的强度和硬度稍有降低，但延长率