钛棒的热处理基本工艺有哪些？

我国目前钛合金棒厂家所采用的热处理基本工艺主要有消除应力退火、完全退火和固溶及时效处理。其它退火工艺，如等温处理、多级退火、多级时效等工艺在生产中应用很少。

消除应力退火。消除应力退火的目的是消除在冷加工、冷成型及焊接等工艺过程中产生的内应力。这一过程中主要发生回复，有时也称为不完全退火。消除应力退火温度不宜过高，一般低于再结晶温度。对可热处理β型钛管及钛合金可采用再结晶温度以下的温度。但此时若超过一定时间往往产生时效效应或对时效造成孕育效果，因此有时采用固溶处理来消除应力。

钛合金棒

为了选择合理的退火工艺，我们首先观察加热温度和冷却方式对钛棒和TC4钛合金棒显微组织和力学性能的影响。试验用料920℃热轧的钛棒和TC4钛合金棒、热轧总变形率为80%左右，a+β/β相变点为980～990℃。将试样于1000℃、950℃、930℃、830℃加热保温1小时后分别进行空冷、水冷和炉冷。不同退火方式对显微组织和力学性能都有影响。

其中冷却速度对上述四个温度的显微组织和力学性能产生很大影响。当水冷时，1000℃、950℃和930℃处于平衡的β相成分均要发生马氏体转变，β相转变为马氏体a`针。在1000℃时表现出明显的魏氏体组织，其力学性能与1000℃空冷的数据相当。在950℃和930℃并水冷的试样上，显微组织与空冷时的特征相似，但等轴初生a相之间的是β+马氏体a`针。此时对应的综合性能高，而且有比空冷组织更好的蠕变抗力。830℃保温时平衡的β相成分已碰不到M线，但水冷后在晶间β相中也发现了十分细小的针状转变产物，仅能用电子显微镜分辨出来。但针状产物的结构尚未测得。此时抗拉强度和断面收缩率都很低。至于炉冷，由于试样冷却速度慢，在高温停留时间长，多型性转变进行的充分，所有的a相均变得粗大。1000℃炉冷后，在原始β晶粒内产生粗大的a相片和片间β相，在原始β晶界上还有条状a相形成的厚网，一般称为网篮状组织。950℃、930℃和830℃炉冷后，由于a相倾向于在原a相界面生核、长大，显微组织均为等轴a和晶间β相。在1000℃炉冷后的抗拉强度比空冷和水冷的低，拉伸塑性要高。在其它温度炉冷后的综合性能也均比水冷和空冷的低。

综上所述，为了使钛棒和TC4钛合金棒得到好的强度和塑性综合性能，同时又有好的蠕变抗力及断裂韧性，可采用在950℃保温1小时后空冷（或水冷）的退火工艺。为了便于随后的加工，冶金厂出厂时，钛棒和TC4钛合金棒均采用在700～800℃保温1小时空冷的工艺。对于一些大尺寸锻件，为了保证性能的均匀性，有时采用炉冷的工艺。