09B19热处置工艺标准.docx

1、09B19热处置工艺标准Q/HST沈阳和世泰通用钛业有限公司公司标准09 B - 19热处理工艺规范版本/修改次数：A/0受控状态：发放编号：2013-06-10发布2013-08-02实施沈阳和世泰通用钛业有限公司 发布热处理工艺规范 09-B-19 A/0版编制、审核、批准页编制： 日期：审核： 日期：批准： 日期：热处理工艺规范文件编号：09B-19版次：A/0发布日期：2013-06-101 范围本标准规定了钛及钛合金热处置所用的设备、工艺参数及质量操纵等。本标准适用于钛及钛合金制品的热处置。钛及钛合金零件的热处置可参照利用。2 标准性引用文件GB/T 228 金属材料 拉伸实验 GB

2、/T 232 金属材料 弯曲实验方式GB/T 海绵钛、钛及钛合金化学分析方式 真空加热气相色谱法测定氢量GB/T 6611 钛及钛合金术语及金相图谱GB/T 9452 热处置炉有效加热区测定方式GB/T 电热设备的实验方式 通用部份GB/T 10624 高纯氩GJB 509A-1995 热处置工艺质量操纵要求GB/T 23605 钛合金转变温度测定方式3 术语和概念GB/T6611确立的以下及以下术语和概念适用于本标准。 制品 材料和半成品的通称，如薄板、厚板、棒材、线材、管材、锻件、铸件等。 工件 制品和零件的通称。 炉料 热处置炉中被加热工件的总称。4 总那么热处置采纳的所有设备和工艺应保

3、证氧、氮、氢、碳对工件的污染程度最低，并保证处置后的工件知足定货文件的要求。也可采纳能知足上述要求的其他工艺，但需征得需方同意。5 设备和介质 加热设备5.1.1 空气炉 用电热元件加热的炉子，炉内气氛应为弱氧化性气氛。5.1.2 真空炉5.1.2.1 真空炉一样采纳冷壁辐射电热元件加热。5.1.2.2 真空炉内的真空工作压强应不大于10-2Pa。当温度超过750时，一样将真空压强操纵在不小于210-3Pa，或采纳高纯氩气进行分压操纵。5.1.2.3 真空炉空炉状态的压升率应不大于h，压升率的查验应按GB/的规定执行。5.1.2.4 进行过真空钎焊的热处置炉不宜用于钛合金的真空热处置。5.1.

4、3 炉温均匀度或炉温散布 炉温均匀度或炉温散布应按GB/T 9452中的有关规定进行检测，间歇式炉和持续式炉有效加热区内的温度许诺误差应不超出表1的规定范围。 表1 热处置炉有效加热区内温度许诺误差 单位为摄氏度热处理种类有效加热区温度允许偏差控制允许偏差备注退火连续式炉155间歇式炉10a5GJB509A1995中的类炉（或固溶处理）105去应力退火105固溶处理105时效5GJB509A1995中的类炉a大型真空退火炉有效加热区内温度允许偏差为15。 加热介质5.2.1 炉内气氛5.2.1.1 用间隙是炉或持续式炉加热时，炉内能够是真空，也能够是空气气氛。5.2.1.2 在不能对炉料表面的

5、污染进行清理时，炉料应在惰性气体或真空中加热。 温度测量设备 热处置用的温度测量设备符合GJB509A1995中的有关规定。炉温测量系统准确度的检测和仪表的校准应按GJB509A1995的规定进行。 辅助设备5.4.1 支架、夹具、托盘和通风装置等应保证每一炉料均能按本标准进行热处置。5.4.2 所有与炉料接触的托盘、支架或夹具一样由耐热金属制成，如不锈钢或镍基合金，也可由陶瓷材料或其它不与炉料发生反映的材料制成。5.4.3 在加热和淬火进程中，夹具应保证炉料周围的加热介质和淬火介质均能自由流动，并尽可能减小炉料的变形。6 热处置前的预备 表面清理 热处置前，应完全清除工件和夹具表面的润滑油脂

6、、卤化物和其他有害的外来物。 炉内清洗和清理6.2.1 概述6.2.2 空气炉 应在装炉前清理。炉料冷态或热态装炉都可。6.2.3 真空炉 应在装炉前清理，必要时可带随炉查验试样。炉内真空工作压强应尽可能低，至少不大于10-2Pa。7 热处置工艺参数 概述 除产品标准或定货文件还有规定外，各类热处置的工艺参数（如加热温度、保温时刻等）等应符合本标准的规定。保温时刻一样从控温仪表显示的有效加热区最低温度达到规定的热处置温度时开始计算，有特殊要求时，按有关规定执行。 转变温度 转变温度是确信钛合金处置工艺参数的重要依据，各类钛合金的名义转变温度见表2。每批工件的转变温度可能与表2所列的温度值不同。

7、当规定固溶处置的加热温度为转变温度以上或以下必然温度时，那么应按GB/T 23605或其他方式测定该批工件的转变温度。表2 钛及钛合金的转变温度（T）合金类型合金牌号名义成分名义转变温度 工业纯钛TA0、TA0-1Ti890TA1、ZTA1Ti900TA2Ti910TA3Ti930TA5Ti4Al990TA6Ti5Al1010TA7、ZTA7Ti5Al1010TA7ELITi5Al1000TA9Ti910TA10Ti900TA11Ti8Al1Mo1V1040TA12Ti4Sn2Zr1Mo1Nd1005TA13Ti895TA15Ti2Zr1Mo1V1000TA151Ti1Mo1V915TA152

8、Ti4Al1Mo1V965TA16Ti2Al930TA18Ti3Al935TA19Ti6Al2Sn4Zr2Mo995TA20Ti4Al3V940TA21Ti1Al1Mn890TC1Ti2Al930TC2Ti4Al940ZTA5Ti4Al990ZTA15Ti6Al2Zr1Mo1V995-TC3Ti5Al4V965TC4、ZTC4Ti6Al4V995TC6Ti6Al970TC9Ti1000TC10Ti6Al2Sn6V955TC11Ti1000TC16Ti3Al5Mo860TC17Ti5Al2Sn2Zr4Mo4Cr885TC18Ti5Al5Mo5V1Cr1Fe870ZTC3Ti5Al2Sn5Mo98

9、0ZTC5Ti3Mo1Cu940TB2Ti5Mo5V8Cr3Al750TB3Ti10Mo8V1Fe750TB5Ti15V3Cr3Sn3Al760TB6Ti10V2Fe3Al800TB8Ti15Mo3Al815 退火7.3.1 退火一般是指一般退火、双重退火和等温退火等。一般退火是在合金的转变温度以下20250的温度下加热后空冷；等温退火是在一般退火的空冷后，再在合金的转变温度下250450的温度加热后空冷；等温退火是在合金的转变温度以下20160的温度下加热，随后转移到（或炉冷到）合金的转变温度以下350450的炉中保温空冷。7.3.2 退火所采纳的加热温度应参照表3的规定，保温时刻可依照工件

10、的最大截面厚度从表3当选取，也可参考表4选取。表3 退火制度合金类型合金牌号板材、带材、箔材积管材棒材、线材、锻件及铸件加热温度保温时间min冷却方式加热温度保温时间min冷却方式工业纯钛TA0，TA1,TA2,TA363081515120空冷或更慢冷63081560120空冷或更慢冷52057015120空冷或更慢冷TA01（焊丝）65075060240真空炉冷TA575085010120空冷75085060240空冷TA675085010120空冷75085060240空冷TA775085010120空冷75085060240空冷TA7ELI75085010120空冷75085060240

11、空冷TA960081515120空冷或更慢冷6008156020空冷或更慢冷TA1060081515120空冷或更慢冷60081560120空冷或更慢冷TA1176081560480Aa900100060120BbTA12T-（1530）60120CcT-（3050）60120DdTA137808001060空冷78080060120空冷TA1570085015120空冷或更慢冷70085060240空冷TA15-1（焊丝）65075060240真空炉冷TA15-2(焊丝)65075060240真空炉冷TA16（管材）60081515120真空炉冷TA1860081530120空冷或更慢冷60

12、081560180EeTA19870925FfT-（1530）60120EeEeTA20(焊丝)70075060180真空炉冷TA2160077015120空冷或更慢冷60077060120空冷或更慢冷TC164075015120空冷或更慢冷70080060120空冷或更慢冷TC266082015120空冷或更慢冷70082060120空冷或更慢冷ZTA7900920g120180炉冷ZTA15900940g120180炉冷-TC370085015120空冷或更慢冷70085060120空冷或更慢冷TC4h70087015120Gi70085060120空冷或更慢冷TC6800850j6012

13、0空冷87092060120HkTC995098060120I1TC1071085015120空冷或更慢冷71085060120空冷TC1195098060120I1TC1668079015120I1770790m60120JnTC1874076015120空冷82085060180KoZTC3910930g120210炉冷ZTC4910930g120180炉冷ZTC5900920g120180炉冷注：T表示相应的转变温度。a炉冷至480以下双重退火要求第二阶段在790保温15min，空冷。b空冷或更快冷，随后在595保温8h，空冷。c空冷后再在600保温2h，空冷。d空冷后再在T-（5070

14、）保温1h2h，空冷；再在600保温3h5h，空冷。e空冷后再在595保温8h，空冷（TA18合金线材真空炉冷）。f空冷后再在790保温15min，空冷。g热等静压处理，压强为100Mpa140Mpa，炉冷至300以下。ZTC5合金在经过540580保温8h，空冷。h当TC4合金的在结晶退火用于提高断裂韧度时，通常采用以下制度：在转变温度以下1530保温1h4h，空冷或更慢冷；再在705760保温1h2h，空冷。i空冷或更慢了。当对TC4合金规定进行双重退火（或固溶处理或退火）时，退火处理制度为：在转变温度以下1530保温1h2h，空冷或更快冷；再在705760保温1h2h，空冷。j80085

15、0普通退火适用于在300以下工作5000h的截面厚度不大于90mm的飞机结构件。k冷却方式根据截面厚度选择：截面厚度不大于20mm采用等温退火：炉冷至550650的另一炉中，保温2h，空冷；截面厚度不大于20mm50mm采用等温退火：转移到炉温为550650的另一炉中，保温2h，空冷;截面厚度不大于50mm采用双重退火：空冷后在550600保温2h5h，空冷。1空冷后再在530580保温2h12h，空冷。m可根据使用要求，经使用后适当调整。n以2/min4/min的速度炉冷至550（在真空炉中不大于500），然后空冷。o复杂退火：炉冷至740760保温1h3h，空冷；再在500650保温2h6

16、h，空冷。表4 截面尺寸与保温时刻之间的一半对应关系最大截面厚度mm保温时间min315253625356133545132045552025556525在厚度为25mm、保温60min的基础上，每增加5mm最少增加10min 退火退火是在合金的转变温度以上适当的温度进行的退火。对-合金，假设规定进行退火（或固溶处置），那么应在该合金处置批工件测定的转变温度以上3015下加热并保温30min以上。保温后，工件应在空气或惰性气体中冷却至环境温度，不许诺随炉冷却。除合同规定外，不许诺水淬。假设规定水淬，对TC4合金工件水淬后还应该在730760保温1h3h，进行第二次退火。 去应力退火7.5.1

17、除合金制成的工件在固溶处置后尚未时效的状态下不该该进行去应力退火外，其它工件可采纳低于再结晶温度的去应力退火，以排除由于工件的机械加工、板材冲压、焊接和铸造等形成的内应力。7.5.2 去应力退火所采纳的温度和时刻应参照表5的相应规定；时效后工件的去应力退火应在比时效温度低30的温度下进行。去应力退火冷却时，工件应在空气或惰性气体中冷却或随炉冷却。表5 去应力退火制度合金类型合金牌号加热温度 保温时间 min工业纯钛TA0,TA1,TA2,TA344559515360ZTA160075060240TA550060015240TA655060015360TA754065015360TA7ELI54

18、065015360TA948060015240TA1048060015240TA1159576015240TA1250055060300TA1355065030120TA1555065030360TA1650060030360TA1837059515240TA1948065060240TA2148058030360TC152058030360TC254560030360ZT555075060240ZTA760080060240ZTA1560080060240-TC355065060360TC4a48065060360TC653062030360800850b60180TC95305803036

19、0TC1054060030360TC1153058030360TC1655065030240TC1748065060240TC1860068060240ZTC362080060240ZTC460080060240ZTC555080060240TB26507003060TB36807303060TB56807103060TB66757053060TB86807103060对于已固溶处理且时效强化的或经双重退火的钛合金，去应力退火应小心进行，加热温度不应超过时效温度或第二阶段退火温度。a去应力退火可以在760790与热成形同时完成。 b用于焊接后的去应力退火。 固溶处置7.6.1 固溶处置由在相存

20、在的温度下加热和从该温度的快速冷却（淬火）组成。关于-合金，淬火前的加热在+区的温度下进行；关于合金，淬火前的加热大多在高于转变温度或+区上部的温度下进行。7.6.2 固溶处置的加热温度应参照表6的规定，保温时刻可依照工件的最大截面厚度从表6当选取，也能够参考表4选取。表6 固溶处置制度合金类型合金牌号板材。带材及箔材棒材、线材、锻件冷却方式b加热温度保温时间min加热温度保温时间bminTA1190010102090空冷或更快冷TA13780850106078081530240空冷或更快冷TA1981591529090098020120空冷或更快冷-TC4890970290890970201

21、20空冷或水淬TC684090020120水淬TC992094020120水淬TC1085090029085090020120水淬TC1192094020120水淬TC1678083090150水淬TC1779081520240水淬TC18720780c60180水淬TB27508002307508001030空冷或更快冷TB37508001030空冷或更快冷TB57608152307608151090空冷或更快冷TB670577560120水淬dTB8815900330空冷或更快冷T-（1060）60120水淬da某些特殊锻件可能需要较长的保温时间。采用接在炉料上的热电偶精确测定保温时间时，

22、可选取较短的保温时间b使用真空热处理设备时，可在惰性气体中冷却以代替空冷。c对于复杂形状的TC18合金半成品和工件，为了尽量减少不同截面的强度差别，推荐以下制度：810830，保温1h3h，炉冷至720780，保温1h3h，水淬，并参照表9的制度时效。d直径或厚度不大于25mm时，允许空冷。7.6.3 固溶处置的冷却方式应参照表6的规定。除许诺在空气或惰性气体中冷却的意外，所有可热处置强化的钛合金工件都应完全浸入水或油中淬火，但薄板、厚板或带材那么应采纳喷射的水雾或水流淬火。淬火延迟时刻不得超出表7或表8的规定。表7 钛合金最长淬火延迟时刻最小截面厚度 mm最长延迟时间 s6102515253

23、0注1：淬火延迟时间是指从炉门打开直到工件的最后一角浸入淬火剂的、所用的时间。注2：表中给出的淬火延迟时间不包括TC4合金。表8 TC4合金最长淬火延迟时刻最小截面厚度mm最长延迟时间S662510注：淬火延迟时间是指从炉门打开直到工件的最后一角浸入淬火剂所用的时间。7.6.4 表6所列的保温时刻和冷却方式是基于对不同直径圆截面试样的利用结果得出的。时刻应历时可将工件横截面类比未具有一样冷却湿度的某一等效圆。 时效固溶处置后应参照表9的规定进行时效处置。时效后，工件应在空气或惰性气体中冷却或随炉冷却。表9 时效制度合金类型合金牌号时效温度保温时间HTA11540620824TA13400430

24、824aTA1956562028-TC448069028TC650062014TC950060016TC1051060048TC1150060016TC16500580110TC1748068548TC18480600410TB2450550824TB3500550816TB5480675224TB6480620810TB8540680670700a 空冷后在进行第二阶段时效：475保温8h，空冷。b 空冷或炉冷后在进行第二次阶段时效：650保温8h，空冷或炉冷。适用于有高温（550以下）性能要求的材料。8 查验 周期查验 除合同或定单还有规定外，应按以下规定进行周期查验：a)除每一个热处置炉批进行过度析或在真空或惰性气体爱惜中加热的意外，按期检查氢的灵敏度或污染情形；b)按期检查真空炉或惰性气体炉热处置工件的表面污染情形，以探查可能显现的泄漏；c)按GJB509A