第四章 鈦合金的相變及熱處理

1、第4章 鈦合金的相變及熱處理可以利用鈦合金相變誘發(fā)的超塑性進(jìn)行鈦合金的固態(tài)焊接，接頭強(qiáng)度接近基體強(qiáng)度。4.1 同素異晶轉(zhuǎn)變1. 高純鈦的相變點(diǎn)為882.5，對成分格外敏感。在882.5發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變：（密排六方）（體心立方），相與相完全符合布拉格的取向關(guān)系。2. 掃描電鏡的取向成像附件技術(shù)（Orientation-Imaging Microscopy , OIM）3. /界面相是一種真實(shí)存在的相，不穩(wěn)定，在受熱狀況下發(fā)生明顯變化，嚴(yán)峻影響合金的力學(xué)性能。4. 純鈦的轉(zhuǎn)變的過程簡潔進(jìn)行，相變是以集中方式完成的，相變阻力和所需要的過冷度均很小。冷卻速度大于每秒200時，以無集中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，試

2、樣表面消滅浮凸，顯微組織中消滅針狀 。轉(zhuǎn)變溫度會隨所含合金元素的性質(zhì)和數(shù)量的不同而不同。5. 鈦和鈦合金的同素異晶轉(zhuǎn)變具有下列特點(diǎn)：（1） 新相和母相存在嚴(yán)格的取向關(guān)系（2） 由于相中原子集中系數(shù)大，鈦合金的加熱溫度超過相變點(diǎn)后，相長大傾向特殊大，極易形成粗大晶粒。（3） 鈦及鈦合金在相區(qū)加熱造成的粗大晶粒，不像鐵那樣，利用同素異晶轉(zhuǎn)變進(jìn)行重結(jié)晶使晶粒細(xì)化。鈦及鈦合金只有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男巫冊俳Y(jié)晶消退粗晶組織。4.2 相在冷卻時的轉(zhuǎn)變冷卻速度在410/s以上時，只發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變；冷速在41020/s時,發(fā)生塊狀轉(zhuǎn)變；冷卻連續(xù)降低，將以集中型轉(zhuǎn)變?yōu)橹鳌?. 相在快冷過程中的轉(zhuǎn)變 鈦合金自高溫快速冷卻時

3、，視合金成分不同，相可以轉(zhuǎn)變成馬氏體或"、或過冷等亞穩(wěn)定相。（1） 馬氏體相變 在快速冷卻過程中，由于相析出相的過程來不及進(jìn)行，但是相的晶體結(jié)構(gòu)，不易為冷卻所抑制，仍舊發(fā)生了轉(zhuǎn)變。這種原始相的成分未發(fā)生變化,但晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的過飽和固溶體是馬氏體。 假如合金的溶度高，馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)MS降低至室溫一下，相將被凍結(jié)到室溫，這種相稱過冷相或殘留相。 若相穩(wěn)定元素含量少，轉(zhuǎn)變阻力小，相由體心立方晶格直接轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕骄Ц瘢@種具有六方晶格的過飽和固溶體稱六方馬氏體，以表示。 若相穩(wěn)定元素含量高，晶格轉(zhuǎn)變阻力大，不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱骄Ц?，只能轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈骄Ц瘢@種具有斜方晶格的馬氏體稱斜方馬氏體

4、，以表示。 馬氏體相變是一個切變相變，在轉(zhuǎn)變時，相中的原子作集體的、有規(guī)律的進(jìn)程遷移，遷移距離較大時形成六方相，遷移距離較小時形成斜方相。 馬氏體相變開頭溫度MS ；馬氏體相變終了溫度Mf 。 鈦合金中加入Al、Sn、Zr將擴(kuò)大相區(qū)，使相變點(diǎn)上升；V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu、Si將縮小相區(qū)（擴(kuò)大相區(qū)），使相變點(diǎn)降低。 相中原子集中系數(shù)很大，鈦合金的加熱溫度一旦超過相變點(diǎn)，相將快速長大成粗晶組織，即脆性，故鈦合金淬火的加熱溫度一般均低于其相變點(diǎn)。 相穩(wěn)定元素含量越高，相變過程中晶格改組的阻力就越大，因而轉(zhuǎn)變所需的過冷度越大，MS 、Mf越低。 六方馬氏體有兩種組織形態(tài)。合金元素含量少時，M

5、S 點(diǎn)高，形成塊狀組織，在電子顯微鏡下呈板條狀馬氏體；合金元素含量高時，MS點(diǎn)低，形成針狀組織，在電子顯微鏡下呈針狀馬氏體。板條狀馬氏體內(nèi)有密集的位錯，基本沒有孿晶；針狀馬氏體內(nèi)有大量的細(xì)孿晶。 鈦合金的馬氏體不能顯著提高合金的強(qiáng)度和硬度。鈦合金的馬氏體的硬度只略高于固溶體，對合金的強(qiáng)化作用較小。當(dāng)合金中消滅斜方馬氏體時，合金的強(qiáng)度、硬度、特殊是屈服強(qiáng)度明顯下降。 鈦合金的馬氏體相變屬于無集中型相變，在相變過程中不發(fā)生原子集中，只發(fā)生晶格重構(gòu)，具有馬氏體相變的全部特點(diǎn)。動力學(xué)特點(diǎn)是轉(zhuǎn)變無孕育期，瞬間形核長大，轉(zhuǎn)變速度極快，每個馬氏體瞬間長到最終尺寸；晶體學(xué)特點(diǎn)是馬氏體晶格與母相相之間存在嚴(yán)格取

6、向關(guān)系，而且馬氏體總是沿著相的肯定晶面形成；熱力學(xué)特點(diǎn)是馬氏體轉(zhuǎn)變的阻力很大，轉(zhuǎn)變時需要較大的過冷度，而且馬氏體轉(zhuǎn)變的持續(xù)進(jìn)行只能在越來越低的溫度進(jìn)行。（2） 相變 當(dāng)合金中元素含量在臨界濃度四周時，快速冷卻時，將在合金組織中形成一種新相相，相尺寸很小，高度彌散、密集，體積重量可達(dá)到80%以上。相具有六方晶格，與母相共生，并有共格關(guān)系。 當(dāng)合金元素的原子與鈦原子半徑相差很小時，對相外形起作用的是表面能，相呈橢圓形；當(dāng)合金元素的原子與鈦原子半徑相差較大時，對相外形起作用的是界面應(yīng)變能，相呈立方體形。 的轉(zhuǎn)變是無集中相變，極快的冷速也不能抑制其進(jìn)行，晶格構(gòu)造以無集中的共格切變方式由體心立方改組為六

7、方晶格，但相長大要依靠原子集中。 穩(wěn)定元素的濃度超過臨界濃度的合金，淬火時不形成相,但可以得到亞穩(wěn)定相，亞穩(wěn)定相在500一下回火轉(zhuǎn)變?yōu)橄?，稱為回火相。將回火形成的相加熱到較高溫度，相見消逝。 相硬度很高，脆性很大，位錯不能在其中移動，顯著提高合金的強(qiáng)度、硬度、彈性模量，但使塑性急劇下降。當(dāng)相的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80%以上，合金會完全失去塑性；假如相的體積分?jǐn)?shù)把握適當(dāng)（50%左右），合金具有較好的強(qiáng)度和塑性的協(xié)作。 相是鈦合金的有害組織，加入鋁能促進(jìn)回火時相形成，降低相的穩(wěn)定性。（3） 過冷亞穩(wěn)定相 當(dāng)穩(wěn)定元素含量較高時，淬火時將保留結(jié)構(gòu)，稱為相，即亞穩(wěn)定相。這種淬火屬無多型性轉(zhuǎn)變的淬火，即固溶處理。

8、由固溶處理得到的高強(qiáng)度合金化相在隨后的時效時可使合金顯著強(qiáng)化。相在應(yīng)力作用會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變使合金強(qiáng)化。2. 相在慢冷過程中的轉(zhuǎn)變（1） 相的析出過程是一個形核和長大的過程，當(dāng)冷卻速度很慢時，由于產(chǎn)生的過冷度很小，晶核首先在晶界形成，并在晶界區(qū)長大成為網(wǎng)狀晶界，同時由晶界向晶內(nèi)生長，形成位向相同，并相互平行排列的長條狀組織，一般稱為平直的組織。（2） 若冷卻速度不夠慢，則在晶粒內(nèi)部也可形核，并長成片叢；若冷速極慢，在晶界形核，向晶內(nèi)生長，貫穿整個晶粒。3. 鈦合金的亞穩(wěn)相圖（1） t0Ck線為馬氏體相變開頭線，也稱Ms線；（2） t0C1線為馬氏體相變終止線，也稱Mf線。（3） 合金元素含量大于

9、臨界濃度Ck，但不超過某些成分范圍的合金，淬火所得的亞穩(wěn)態(tài)相，受到應(yīng)力作用將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，稱為應(yīng)力誘變馬氏體。其具有低的屈服強(qiáng)度、高應(yīng)變硬化速率及均勻伸長，并具有較高的塑性。4.3 相共析轉(zhuǎn)變及等溫轉(zhuǎn)變1. 共析轉(zhuǎn)變(1)鈦與共析元素（鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、硅）組成的合金系，在肯定的成分和溫度范圍內(nèi)發(fā)生共析反應(yīng)，即： + TixMy(2)共析轉(zhuǎn)變溫度較高的合金系（鈦與硅、銅、銀等活性元素組成的合金系），共析反應(yīng)簡潔進(jìn)行而且反應(yīng)極快，淬火都不能抑制其發(fā)生；共析溫度越低，原子活動力量就越差，共析反應(yīng)速度越慢。(3)同一合金系中，穩(wěn)定元素含量越高的合金，共析反應(yīng)速度越慢。(4)與-Ti形成間隙固溶

10、體的元素氧、氮、碳降低相的穩(wěn)定性，加快過冷相的分解過程；與-Ti形成間隙固溶體的元素氫，阻礙過冷的分解。(5)共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物對合金的塑性及韌性格外不利，并降低合金熱穩(wěn)定性。2.等溫轉(zhuǎn)變(1)在高溫區(qū)保溫時，相直接析出相。隨等溫分解溫度降低，分解產(chǎn)物越細(xì)，相彌散度越大，合金強(qiáng)度和硬度就越高。(2)在低溫區(qū)域（<450）保溫時，由于原子集中比較困難，相不能直接析出相而先形成過渡相，然后隨等溫時間的延長再轉(zhuǎn)變?yōu)橄唷?3)隨著加入的穩(wěn)定化元素含量的增加，C曲線向右下方移動。(4)若加入穩(wěn)定元素（鋁、氧、氮）則促使相形核，加速相分解，C曲線左移。(5)提高固溶溫度將增加過冷相中的空位濃度，塑性變形則

11、有利于相在滑移帶上析出，加速相分解，C曲線左移。4.4 時效過程中亞穩(wěn)定相的分解鈦合金淬火形成的亞穩(wěn)相、即過冷相，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，加熱會發(fā)生分解，最終的分解產(chǎn)物均為平衡組織+（或+TixMy）。在時效分解過程的肯定階段，可以獲得彌散的+相，使合金產(chǎn)生彌散強(qiáng)化，這就是鈦合金淬火時效強(qiáng)化的基本原理。1. 馬氏體的分解(1) 六方馬氏體的分解含同晶元素的鈦合金按 + 方式分解含活性共析元素的鈦合金按 過渡相+TixMy 方式分解含非活性共析元素的鈦合金按 +TixMy 方式分解(2)斜方馬氏體的分解斜方馬氏體在300 400即發(fā)生快速分解，在400 500可獲得彌散度高的+的混合物，使合金彌散

12、強(qiáng)化。斜方馬氏體在分解為最終的平衡狀態(tài)產(chǎn)物+（Ti-同晶型合金）或+TixMy（Ti-共析型合金）之前，要經(jīng)受一系列簡單的中間過渡階段。2. 相的分解 相是穩(wěn)定元素在-Ti中一種過飽和固溶體，分解的最終產(chǎn)物是+相。3. 亞穩(wěn)相的分解（1） 當(dāng)加熱溫度較低時，亞穩(wěn)相將分解為很多微小的溶質(zhì)原子貧化區(qū)與其相鄰的溶質(zhì)原子富集區(qū)；隨著加熱溫度上升或加熱時間延長，則視相化學(xué)成分不同從溶質(zhì)原子貧化區(qū)中析出相或相，并最終形成 +相組織。（2） 由于平衡的相是在相的溶質(zhì)原子貧化區(qū)的位置上形核析出，而相的溶質(zhì)原子貧化區(qū)均勻地分布在整個基體上（貧高度彌散），所以可以利用低溫回火細(xì)化合金的組織，獲得高度彌散的 +相組

13、織，改善合金的力學(xué)性能。（3） 合金濃度較低的合金在高溫（>500）時效時，亞穩(wěn)相按 亞 + 分解，從亞中直接析出 ；合金濃度較高的合金在低溫（300 400）時效時，亞穩(wěn)相按 亞 + + + 分解，經(jīng)過中間過渡相，并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織 + ；對合金濃度高或添加抑制形成元素的合金，當(dāng)過渡相不能消滅時，合金按亞 + + + 分解，先形成過渡相，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織 +。（4） 過渡相的外形是尺寸微小的粒子，具有與亞穩(wěn)相相同的晶體結(jié)構(gòu)。（5） 時效過程中形成的過渡相，其結(jié)構(gòu)和性能與淬火形成的相相像，但時效時形成的過渡相的轉(zhuǎn)變伴隨有成分的變化，因此它屬于集中型轉(zhuǎn)變。4.5 鈦合金的熱處理及其對

14、性能的影響1. 鈦合金熱處理基礎(chǔ)（1） 少數(shù)鈦合金系（Ti-Cu系，）可以進(jìn)行時效析出金屬間化合物強(qiáng)化：大多數(shù)鈦合金只是通過熱處理把握 相變強(qiáng)化。（2） 相均勻細(xì)小，析出明顯強(qiáng)（硬）化合金，但一般同時引起嚴(yán)峻脆性。因此，相沉淀硬化是難以接受的。（3） 通過不同冷卻速度，可以得到不同形態(tài)的相。慢冷時，由相中析出，得到片層魏氏組織及沿相晶界的相；快冷時，含有較高穩(wěn)定元素的合金已得到一種籃網(wǎng)組織；再增加冷卻速度，相分解以非形核長大過程，發(fā)生無集中馬氏體相變，生成六方相（針狀及塊狀）及正交馬氏體相（溶質(zhì)含量高時生成）。（4） 不同形態(tài)和不同尺寸的相通過熱機(jī)械處理，可以得到等軸相。（5） 近鈦合金可通過

15、把握冷卻速度得到細(xì)的籃網(wǎng)組織，這種組織在低溫低周疲憊條件下，裂紋長大速率比具有片狀相的合金低的多。因此，近合金通常在相區(qū)固溶以得到好的蠕變抗力，同時要適當(dāng)快冷以得到大面積的籃網(wǎng)狀相組織。（6） 對于 +鈦合金，通過淬火時效得到細(xì)晶粒 +結(jié)構(gòu)，初生相的比例要相對較高，可得到很好的熱疲憊性能。假如提高固溶溫度，得到較多的大晶粒相轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，則斷裂韌性較高。（7） 冷加工將促進(jìn)相分解和相析出。2. 鈦合金熱處理特點(diǎn)(1) 馬氏體相變不引起合金的顯著強(qiáng)化。鈦合金的熱處理強(qiáng)化只能依靠淬火形成的亞穩(wěn)定相（包括馬氏體相）的時效分解。(2) 應(yīng)避開形成相。形成相見使合金變脆。(3) 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變難于細(xì)化晶粒。(

16、4) 導(dǎo)熱性差，導(dǎo)致鈦合金，尤其是 +合金的淬透性差，淬火熱應(yīng)力大，淬火時零件易翹曲。鈦合金變形使局部溫度有可能超過相變點(diǎn)而形成魏氏組織。(5) 化學(xué)性活潑。熱處理時，鈦合金易與氧和水蒸氣反應(yīng)，在工件表面形成具有肯定深度的富氧層或氧化皮，使合金性能變壞；簡潔吸氫，引起氫脆。(6) 相變點(diǎn)差異大。(7) 在相區(qū)加熱時晶粒長大傾向大。晶粒粗化可使塑性急劇下降。(8) 片層結(jié)構(gòu)的晶粒尺寸隨著冷卻速度的提高和保溫時間的降低，晶粒變細(xì)。3. 鈦合金熱處理的種類 退火應(yīng)用于各種鈦合金，是型合金和含少量相的 +型鈦合金的唯一熱處理方式，這兩類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。 淬火時效可用于 +、+TixMy和亞穩(wěn)型

17、鈦合金，它們淬火可獲得馬氏體或亞穩(wěn)相。淬火時效屬于強(qiáng)化熱處理，可顯著提高合金的強(qiáng)度，主要是借助固溶體相的彌散硬化。金屬間化合物的沉淀硬化作用只是在一些耐熱鈦合金中接受。 兩相鈦合金的熱處理分為熱處理和 +相區(qū)熱處理。在高溫下鈦表面氧化速率顯著增加，氧、氮等原子會滲入金屬內(nèi)層，降低合金的韌性；在還原氣氛中加熱，易造成氫脆。(1) 退火 退火的目的是消退內(nèi)應(yīng)力，提高塑性和穩(wěn)定組織。 鈦合金經(jīng)變形加工制成的半成品或零件，在退火加熱時，主要發(fā)生再結(jié)晶。 鈦合金中穩(wěn)定元素含量越高，相越穩(wěn)定，的轉(zhuǎn)變過程緩慢，空冷能阻擋相的析出。 大多數(shù)鈦合金的相轉(zhuǎn)變溫度均高于其再結(jié)晶溫度，只有一些穩(wěn)定元素含量很高的合金的

18、相變溫度接近或低于再結(jié)晶的終了溫度。 在相變點(diǎn)以上加熱，晶?？焖匍L大，使合金的塑性下降。去應(yīng)力退火 退火溫度較低，低于合金的再結(jié)晶溫度，一般在450650之間。退火過程主要發(fā)生回復(fù)，組織中空位濃度下降，發(fā)生部分多邊化，形成亞結(jié)構(gòu)。去應(yīng)力退火不能完全消退內(nèi)應(yīng)力，保溫時間越長，應(yīng)力去除越徹底。退火后，合金的屈服強(qiáng)度有所降低。一般退火 退火溫度一般與再結(jié)晶溫度相當(dāng)或略低。退火后的組織多半還處在再結(jié)晶開頭或部分再結(jié)晶階段。經(jīng)過變形的半成品進(jìn)行一般退火時，其組織發(fā)生完全多邊化和部分在結(jié)晶及熱處理得到的一些亞穩(wěn)相發(fā)生分解，從而使半成品既能完全消退內(nèi)應(yīng)力，又能保證較高的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)乃苄浴Ｔ俳Y(jié)晶退火（完全退火

19、） 退火溫度一般高于或接近再結(jié)晶終了溫度，介于再結(jié)晶溫度和相變溫度之間。目的是消退加工硬化、穩(wěn)定組織和提高塑性。假如超過相變點(diǎn)溫度，將形成粗大的魏氏體組織使合金性能惡化。再結(jié)晶退火過程中，變形晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，同時存在相、相在組成、形態(tài)和數(shù)量上的變化。再結(jié)晶后的強(qiáng)度低于一般退火，但塑性高于一般退火。 雙重退火 雙重退火是對合金進(jìn)行兩次加熱和空冷。第一次高溫退火加熱溫度高于或接近再結(jié)晶終了溫度，使再結(jié)晶充分進(jìn)行，又不使晶粒明顯長大，并把握初生相的體積分?jǐn)?shù)?？绽浜?，組織還不夠穩(wěn)定，需進(jìn)行二次低溫退火，退火溫度為低于在結(jié)晶退火的某一個溫度，保溫較長時間，使高溫退火得到的亞穩(wěn)態(tài)相充分分解，使組織更接

20、近平衡狀態(tài)，產(chǎn)生肯定程度的時效強(qiáng)化效果，以保證成品在長期服役過程中組織穩(wěn)定。耐熱鈦合金為了保證在高溫及長期應(yīng)力作用下組織和性能的穩(wěn)定，常接受此類退火。等溫退火 等溫退火接受分級冷卻的方式，即加熱至再結(jié)晶溫度以上保溫后，馬上轉(zhuǎn)入另一個低溫度的爐中（一般600650）保溫，然后空冷至室溫。等溫退火使相充分分解，并有肯定聚集。經(jīng)等溫退火后組織的熱穩(wěn)定性及塑性均很高，但強(qiáng)度低于雙重退火，適用于穩(wěn)定元素含量很高的兩相鈦合金，這類合金相穩(wěn)定性高，空冷不能使相充分分解，故需接受緩慢冷卻。等溫退火可用雙重退火代替。真空退火真空退火是消退氫脆的主要措施之一，退火溫度為650850，保溫16h，真空度低于1

21、15;10-1Pa。鈦合金中的氫含量除了與冶煉條件有關(guān)，在還原性氣氛中加熱或在酸洗過程中均可能吸氫。 氫屬于間隙式穩(wěn)定元素，它在相中的溶解度較大（約2%），在相的溶解很低（0.001%0.002%）,多余的氫以TiH2化合物（相）形式存在。TiH2呈片狀，本身斷裂強(qiáng)度很低，在金屬基體中起著類似裂紋的作用。(2) 淬火時效鈦合金的退火伴隨著加工硬化效果的丟失，相當(dāng)于一種軟化處理。雙重退火有弱強(qiáng)化作用，但與加工硬化和強(qiáng)化熱處理相比，所獲得的強(qiáng)度仍舊較低。淬火時效是鈦合金熱處理的主要方式，利用相變產(chǎn)生強(qiáng)化效果，故又稱強(qiáng)化熱處理。鈦合金的強(qiáng)化熱處理與鋼和鋁合金的強(qiáng)化處理主要異同點(diǎn)如下：鋼淬火所得馬氏體

22、硬度高，強(qiáng)化效果大，回火是為了降低馬氏體的硬度，提高韌性；鈦合金淬火所得馬氏體硬度不高，強(qiáng)化效果不顯著，回火時馬氏體分解使鈦合金產(chǎn)生彌散硬化。成分肯定的鋼或鋁合金，只有一種馬氏體強(qiáng)化機(jī)制；而成分肯定的 +型鈦合金由于淬火溫度的不同，有兩種馬氏體強(qiáng)化機(jī)制：高溫淬火時，相中所含穩(wěn)定元素小于臨界濃度，淬火轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，時效時馬氏體分解為彌散相使合金強(qiáng)化；低溫時，相中所含穩(wěn)定元素大于臨界濃度，淬火得過冷亞穩(wěn)相，時效時過冷亞穩(wěn)相分解為彌散相使合金強(qiáng)化。鋁合金固溶時得到的是溶質(zhì)過飽和固溶體，而鈦合金的固溶處理得到的是穩(wěn)定元素的欠飽和固溶體；鋁合金時效時靠過渡相強(qiáng)化，而鈦合金時效時靠平衡相彌散分布強(qiáng)化。鈦合

23、金的強(qiáng)化處理主要用于 +型鈦合金和型鈦合金。型鈦合金的強(qiáng)化屬于固溶時效強(qiáng)化，加熱時相的成分總是大于臨界濃度，其在冷卻過程中不形成馬氏體。 +型鈦合金的強(qiáng)化機(jī)制取決于淬火組織（馬氏體或亞穩(wěn)相）。影響熱處理強(qiáng)化效果的因素主要有合金成分、熱處理和原始組織。合金成分對熱處理強(qiáng)化效果的影響一般狀況下，淬火所得亞穩(wěn)相的時效強(qiáng)化效果由強(qiáng)到弱的次序?yàn)椋簛喎€(wěn)，。馬氏體分解后的強(qiáng)化效果大于分解的強(qiáng)化效果，這是由于中穩(wěn)定元素的含量比中的含量大。合金中元素含量越多，淬火后亞穩(wěn)相的數(shù)量就越多，時效效果就越大。穩(wěn)定元素的含量達(dá)到臨界濃度Ck時，淬火可全部獲得亞穩(wěn)相組織，相在時效過程中分解最充分，時效后強(qiáng)化效果最大。穩(wěn)定元

24、素進(jìn)一步增加時，由于相的穩(wěn)定性增大，時效分解程度下降，析出的數(shù)量削減，強(qiáng)化效果反而下降。一般是臨界濃度越低的元素（即穩(wěn)定相的力量越強(qiáng)的元素）熱處理強(qiáng)化效果越大；多種元素同時加入比單一元素的強(qiáng)化效果大。熱處理工藝對熱處理強(qiáng)化效果的影響淬火溫度越高，時效強(qiáng)化效果越顯著，但高于臨界點(diǎn)T淬火，由于晶粒過分粗大而導(dǎo)致脆性，因此工業(yè)鈦合金除型合金外，均接受兩相區(qū)加熱后淬火。 +兩相合金常用的淬火溫度在臨界溫度與相變點(diǎn)之間。對于穩(wěn)定元素含量少的合金，淬火保持下來的亞穩(wěn)含量少，其淬火溫度可偏高，使原始削減，由轉(zhuǎn)變的馬氏體量增多，隨后馬氏體分解強(qiáng)化，獲得較高的強(qiáng)度。對于穩(wěn)定元素含量高的合金，低溫淬火后，可固定的

25、亞穩(wěn)相較多，因此可接受偏低的淬火溫度，以獲得高的強(qiáng)化效果。原始組織對熱處理強(qiáng)化效果的影響細(xì)晶粒工件淬火時效后，強(qiáng)度及塑性比粗晶工件淬火時效后的高。等軸組織的合金熱處理后的塑性高，針狀組織的合金熱處理后的塑性低。(3) 形變熱處理將形變（鍛、軋等）和熱處理結(jié)合起來進(jìn)行的熱處理工藝稱形變熱處理。高溫形變熱處理是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行變形加工，變形40%85%后快速淬火，再進(jìn)行常規(guī)的時效處理；低溫形變熱處理是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行變形加工，變形50%后，再進(jìn)行常規(guī)的時效處理。高溫形變熱處理主要用于 +型鈦合金，提高其綜合性能，變形溫度一般不超過相變點(diǎn)溫度，變形度為40%70%。型鈦合金可接受高溫或低溫形變熱處理，型鈦合金的淬透性好，高溫變形終了后可進(jìn)行空冷。影響形變熱處理強(qiáng)化效果的因素主要有合金成分、變形溫度、變形