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鈦合金熱處理時顆粒組織的形成

鈦合金冶金用顆粒的原始材料是一種直徑為100-500μm的微型錠的球形顆粒，不存在顯微不均勻性的偏析（合金元素均勻分布）。熱等溫擠壓能使鈦合金粉末形成大的復(fù)雜的零部件，基本上接近產(chǎn)品的最終外形，并具有均勻的宏觀組織、顯微組織和化學(xué)成分。通過冶金粉末法生產(chǎn)的零部件，要提高它們的綜合性能的辦法之一是改進(jìn)顆粒生產(chǎn)工藝，首先是減小它們的尺寸。科研人員進(jìn)行的研究說明，要么降低溫度，要么減少20%的燒結(jié)壓力，都可以形成鈦合金細(xì)小彌散均勻的顆粒組織。鈦合金形成的顆粒組織含有兩種不同鋁含量的雙α相，它可以使燒結(jié)溫度降低到725 ℃。另外，科研人員熱衷于細(xì)小彌散組織成型的研究，它與粉末顆粒的內(nèi)晶粒組織共同影響著致密化條件甚至成品材料的性能。粉末冶金是在最小的材料消耗和機(jī)械加工的情況下，生產(chǎn)鈦合金零部件的另一種方法。熔煉時易出現(xiàn)偏析的鈦合金，使用快速淬火粉末（顆粒）是很有前景的一種工藝。
鈦合金由于優(yōu)異的性能被廣泛使用。除傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域如航空、宇宙、化學(xué)外，近幾年快速進(jìn)入民用等其它領(lǐng)域。盡管鈦和其它結(jié)構(gòu)材料相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但由于其成本高而使應(yīng)用受到限制。由于鈦固有的性能，在生產(chǎn)鈦合金零部件時尤為不易。如鈦合金在壓力加工時，由于較低的工藝性能導(dǎo)致勞動強(qiáng)度增大，從而降低了金屬的使用率。除此之外，同其它結(jié)構(gòu)材料相比，鈦合金的切削加工性能不好。據(jù)文獻(xiàn)資料稱，鈦合金機(jī)械加工的費(fèi)用是其最終產(chǎn)品的35%，因此提高了海綿鈦、鈦錠或半成品的生產(chǎn)成本。目前，最經(jīng)濟(jì)的辦法是最大限度地使坯料的外形和尺寸接近成品的外形和尺寸，如生產(chǎn)成型鑄件。但是在鑄件生產(chǎn)過程中，形成的組織具有較低的綜合機(jī)械性能，特別是疲勞性能低。如果是按傳統(tǒng)的熱處理進(jìn)行加工就不會形成這樣的組織。本文主要研究通過熱氫處理，使內(nèi)晶粗大層狀組織形成細(xì)小彌散組織。同鑄造態(tài)相比，其塑性和持久強(qiáng)度極限擴(kuò)大2-3倍。

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