⑴ 鈦合金焊好過後立馬裂縫怎麼解決
鈦合金焊接後出現裂縫，可能是由於焊接過程中產生的應力造成的；同時，鈦合金的熱膨脹系數比較小，易受熱應力影響，也容易發生變形。
解決方法：
1. 確認焊接工藝是否符合標准。檢查焊絲材質、保護氣體、電流、電壓等參數是否正確；
2. 對焊接部位進行預熱。在焊前，對焊接部位進行預熱可以有效地減少焊接時產生的熱應力，從而減少焊縫的裂紋；
3. 採用低咐襪溫焊接技術。傳統焊接技術通常需要高溫加熱，易導致鈦合金變形和熱應力，而低溫焊接技術則可以在溫度較低的條件下完成焊接，減少因溫度變化引起的應力；
4. 使用合適的填衡神激充材料。鈦合金的熱膨脹系數小，因此，在選擇填充材料時，需要考慮到材料的熱膨脹系數，以避免填充材料與鈦合金基板之間的應力大導致裂紋產生。
如果裂縫已經出現，可進行補焊和熱處理。在補焊時要盡量避免增加應力，同時對補焊部位再次進行預熱和退火等熱處瞎敗理，來消除焊接產生的應力和改善組織結構。如果裂縫較大或位置不便利，建議更換新件，以確保產品的質量和安全。
⑵ 鈦合金（TA、TC、TB）闡述熱處理工藝
鈦的熱處理方法
一.鈦的基本熱處理:
工業純鈦是單相α 型組織,雖然在890℃以上有α-β 的多型體轉變,但由於
相變特點決定了它的強化效應比較弱,所以不能用調質等熱處理提高工業純鈦的
機械強度.工業純鈦唯一的熱處理就是退火.它的主要退火方法有三種：1 再結
晶退火 2 消應力退火 3 真空退火.前兩種的目的都是消除應力和加工硬化效應,
以恢復塑性和成型能力.
工業純鈦在材料生產過程中加工硬度效應很大.圖2-26 所示為經不同冷加
工後,TA2 屈服強度的升高,因此在鈦材生產過程中,經冷、熱加工後,為了恢
復塑性,得到穩定的細晶粒組織和均勻的機械性能,應進行再結晶退火.工業純
鈦的再結晶溫度為550-650℃,因此再結晶退火溫度應高於再結晶溫度,但低於
α-β 相的轉變溫度.在650-700℃退火可獲得最高的綜合機械性能（因高於700℃
的退火將引起晶粒粗大,導致機械性能下降）.退火材料的冷加工硬化一般經
10-20 分鍾退火就能消除.這種熱處理一般在鈦材生產單位進行.為了減少高溫
熱處理的氣體污染並進一步脫除鈦材在熱加工過程中所吸收的氫氣,目前一般鈦
材生產廠家都要求真空氣氛下的退火處理.
為了消除鈦材在加工過程（如焊接、爆炸復合、製造過程中的輕度冷變形）
中的殘余應力,應進行消應力熱處理.
消應力退火一般不需要在真空或氬氣氣氛中進行,只要保持爐內氣氛為微氧
化性即可.
二.鈦及鈦合金的熱處理:
為了便於進行機械工業加並得到具有一定性能的鈦和鈦合金,以滿足各種
產品對材料性能的要求,需要對鈦及鈦合金進行熱處理.
1．工業純鈦（TA1、TA2、TA3）的熱處理
α-鈦合金從高溫冷卻到室溫時,金相組織幾乎全是α 相,不能起強化作用,
因此,目前對α-鈦只需要進行消應力退火、再結晶退火和真空退火處理.前
兩種是在微氧化爐中進行,而後者則應在真空爐中進行.
（一）消應力退火
為了消除鈦和鈦合金在熔鑄、冷加工、機械加工及焊接等工藝過程中所產生
的內應力,以便於以後加工,並避免在使用過程中由於內應力存在而引起開裂破
壞,對α-鈦應進行消除應力退火處理.消除應力退火溫度不能過高、過低,因為
過高引起晶粒粗化,產生不必要的相變而影響機械性能,過低又會使應力得不到
消除,所以,一般是選在再結晶溫度以下.對於工業純鈦來說,消除應力退火的
加熱溫度為500-600℃.加熱時間應根據工件的厚度及保溫時間來確定.為了提
高經濟效果並防止不必要的氧化,應選擇能消除大部分內應力的最短時間.工業
純鈦消除應力退火的保溫時間為15-60 分鍾,冷卻方式一般採用空冷.
（二）再結晶退火（完全退火）
α-鈦大部分在退火狀態下使用,退火可降低強度、提高塑性,得到較好的綜
合性能.為了盡可能減少在熱處理過程中氣體對鈦材表面污染,熱處理溫度盡可
能選得低些.工業純鈦的退火溫度高於再結晶溫度,但低於α 向β 相轉變的溫度
120-200℃,這時所得到的是細晶粒組織.加熱時間視工件厚度而定,冷卻方式
一般採用空冷.對於工業純鈦來說,再結晶退火的加熱溫度為680-700℃,保溫
時間為30-120 分鍾.規范的選取要根據實際情況來定,通常加熱溫度高時,保
溫時間要短些.
需要指出的是,退火溫度高於700℃時,而且保溫時間長時,將引起晶粒粗
化,導致機械性能下降,同時,晶粒一旦粗化,用現有的任何熱處理方法都難以
使之細化.為了避免晶粒粗化,可採取下列兩種措施：
1）盡可能將退火溫度選在700℃以下.
2） 退火溫度如果在700℃以上時,保溫時間盡可能短些,但在一般情況下,
每mm 厚度不得少於3 分鍾,對於所有工件來講,不能小於15 分鍾.
（三）真空退火
鈦中的氫雖無強化作用,但危害性很大,能引起氫脆.氫在α-鈦中的溶解
度很小,主要呈TiH2 化合物狀態存在,而TiH2 只在300℃以下才穩定.如將α-
鈦在真空中進行加熱,就能將氫降低至0.1%以下.當鈦中含氫量過多時需要除
氫,為了除氫或防止氧化,必須進行真空退火.真空退火的加熱溫度與保溫時間,
與再結晶退火基本相同.冷卻方式為在爐中緩冷卻到適當的溫度,然後才能開爐,
真空度不能低於5×10-4mmHg.
二．TC4（Ti-6Al-4V）的熱處理
在鈦合金中,TC4 是應用比較廣泛的一種鈦合金,通常它是在退火狀態下
使用.對TC4 可進行消除應力退火、再結晶退火和固溶時效處理,退火後的組織
是α 和β 兩相共存,但β 相含量較少,約佔有10%.TC4 再結晶溫度為750℃.
再結晶退火溫度一般選在再結晶溫度以上80~100℃（但在實際應用中,可視具
體情況而定,如表5-26）,再結晶退火後TC4 的組織是等軸α 相+β 相,綜合性
能良好.但對TC4 的退火處理只是一種相穩定化處理,為了充分民掘其優良性
能的潛力,則應進行強化處理.TC4 合金的α+β/β 相轉變溫度為980~990℃,固
溶處理溫度一般選在α+β/β 轉變溫度以下40~100℃（視具體情況而定,如表5-26
所示）,因為在β 相區固溶處理所得到的粗大魏氏體組織雖具有持久強度高和斷
裂韌性高的優點,但拉伸塑性和疲勞強度均很低,而在α+β 相區固溶處理則無此
缺點.
規 范
類 型
溫 度（℃） 時間（min） 冷 卻 方 式
消除應力退火 550~650 30~240 空 冷
再結晶退火 750~800 60~120 空冷或隨爐冷卻至590℃後空冷
真空退火 790~815
固溶處理 850~950 30~60 水 淬
時效處理 480~560 4~8h 空 冷
時效處理是將固溶處理後的TC4 加熱到中等溫度,保持一定時間,隨後空冷.
時效處理的目的是消除固溶處理所產生的對綜合性能不利的α』相.固溶處理所產
生的淬火馬氏體α』,在時效過程中發生迅速分解（相變相當復雜）,使強度升高,
對此有兩種看法：
1.認為由於α』分解出α+β,分解產物的彌散強化作用使TC4 強度升高.
2.認為在時效過程中,β 相分解形成ω 相,造成TC4 強化.
隨著時效的進行,強度降低,對此現象也有兩種不同的觀點：
1．β 相的聚集使強度降低（與上述1 對應）.
2．ω 相的分解為一軟化過程（與上述2 對應）.
時效溫度和時間的選擇要以獲得最好的綜合性能為准.在推薦的固溶及時效
范圍內,最好通過時效硬化曲線來確定最佳工藝（如圖5-28 所示.此曲線為TC4
經850℃固溶處理後,在不同溫度下的時效硬化曲線）.低溫時效（480-560℃）
要比大於700℃的高溫時效好.因為在高溫時的拉伸強度、持久和蠕變強度、斷
裂韌性以及缺口拉伸性能等各方面,低溫時效都比高溫時效的好.
經固溶處理的TC4 綜合性能比750-800℃ 退火處理後的綜合性能要好.
需要指出的是,TC4 合金的加工態原始組織對熱處理後的顯微組織和力學性
能有較大的影響.對於高於相變溫度,經過不同變形而形成的網蘭狀組織來說,
是不能被熱處理所改變,在750~800℃退火後,基本保持原來的組織狀態；對於
在相變溫度以下進行加工而得到的α 及β 相組織,在750-800℃退火後,則能得
到等軸初生α相及轉變的β相.前者的拉伸延性和斷面收縮率都較後者低；但耐
高溫性能和斷裂韌性、抗熱鹽應力腐蝕都較高.
四．Ti-32Mo-2.5Nb 的熱處理
Ti-32Mo-2.5Nb 是穩定β 型單相固溶合金,只需進行消除應力退火處理,
退火溫度為750~800℃,保溫一小時,冷卻方式採用空冷、爐冷均可.
五．熱處理中的幾個問題
（一）污染問題
鈦有極高的化學活性,幾乎能與所有的元素作用.在室溫下能與空氣中的氧
起反應,生成一層極薄的氧化膜,氧化速率很小.但在高的溫度下,除了氧化速
率加快並向金屬晶格內擴散外,鈦還與空氣中的氫、氮、碳等起激烈的反應,也
能與氣體化合物CO、CO2、H2O、NH4 及許多揮發性有機物反應.熱處理金屬元
素與工件表面的鈦發生反應,使鈦表面的化學成分發生變化,其中一些間隙元素
還能透過金屬點陣,形成間隙固溶體.況且除氫以外,其他元素與鈦的反應是不
可逆的.即使是氫,也不允許在最終熱處理後,進行高溫去除.間隙元素不僅影
響鈦和鈦合金的力學性能,而且還影響α+β/β 轉變溫度和一些相變過程,因此,
對於間隙元素,尤其是氣體雜質元素對鈦和鈦合金的污染問題,在熱處理中必須
引起重視.
（二）加熱爐的選擇
為在加熱過程中防止污染,必須對不同要求的工件採取不同的措施.若在最
後經磨削或其他機械加工能將工件表面的污染層去除時,可在任何類型的加熱爐
中進行加熱,爐內氣氛呈中性或微氧化性.為防止吸氫,爐內應絕對避免呈還原
性氣氛.當工件的最後加工工序為熱處理時,一定要採用真空爐（真空度要求在
1×10-4mmHg）或氬氣氣氛（氬氣純度在99.99%以上並且乾燥）的加熱爐中進行
加熱.熱處理完畢後,必要時用30%的硝酸加3%的氫氟酸其餘為水,在50℃溫
度下對工件進行酸洗,或輕微磨削,以除去表面污染層.
（四）加熱方法
在熱處理進行以前,首先要對加熱爐爐膛進行清理,爐內不應有其他金屬或
氧化皮；對於工件,則要求表面沒有油污、水和氧化皮.
用真空爐對鈦工件進行加熱是防止污染的一種有效方法,但由於目前條件所
限,許多工廠還是採用一般加熱爐.在一般加熱爐中加熱,根據需求的不同採用
不同的措施防止污染,比如：
1．根據工件的大小,可裝在封閉的低碳鋼容器中,抽真空後進行加熱.若無真
空泵可通入惰性氣體（氬氣或氦氣）進行保護,保護氣體要多次反復通入、
排出,把空氣完全排凈.
2．使用塗層也是熱處理中保護鈦免遭污染的措施之一,在國外已取得一定的經
驗.國內一些工廠也在採用高溫漆和玻璃塗料作塗層.有人認為,目前對鈦
所用的各種保護塗層,只能減少污染的深度,並不能完全免除污染.對每種
熱處理,必須考慮允許的污染深度,選擇合適有效的塗層,其中也包括熱處
理後的剝離.
3．若用火焰加熱,在加熱過程中切忌火焰直接噴射在鈦工件上,煤氣火焰是鈦
吸氫的主要根源之一.而用燃油加熱,如若不慎將會引起鈦工件過分氧化或
增碳.
（五） 冷卻
鈦和鈦合金熱處理的冷卻方式主要是空冷或爐冷,也有採用油冷或風扇冷卻
的.淬火介質可用低粘度油或含3%NaOH 的水溶液,但通常使用最廣泛的淬火
介質是水.
只要能滿足鈦和鈦合金對冷卻速度的要求.一般鋼的熱處理所採用的冷卻裝
置對鈦都適用.
⑶ 鈦合金切削工藝的常見問題和注意事項有哪些
鈦合金具有強度高而密度又小，機械性、韌性和抗蝕性能好的優點，但是另鈦合金的工藝性能差，切削困難，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質，致使成品性能下降，嚴重時會直接報廢工件。鈦合金切削的一些常見問題和注意事項：
(1)由於鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會降低工件的加工精度；工件安裝時夾緊力不宜過大，必要時可增加輔助支承。
(2)如果使用含氫的切削油，切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起氫脆；也可能引起鈦合金高溫應力腐蝕開裂。
(3)部分以氯系添加劑為主要成分的切削油中在使用時還可能分解或揮發有毒氣體，使用時宜採取安全防護措施；切削後應及時用清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。
(4)禁止使用鉛或鋅基合金製作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。
(5)與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈，經清洗過的鈦合金零件要防止油脂或指印污染，否則以後可能造成鹽的應力腐蝕。
(6)一般情況下切削加工鈦合金時沒有發火危險，只有在微量切削時切下的細小切屑才有發火燃燒現象。為了避免火災除大量澆注切削油進行冷卻之外，還應防止切屑在機床上堆積，刀具用鈍後立即進行更換，或降低切削速度，加大進給量以加大切屑厚度。
以上就是鈦合金切削工藝的常見問題和注意事項，在進行鈦合金切削工藝時選用鈦合金專用切削油可以大幅度提高效率。
⑷ 鈦及鈦合金的熱處理
鈦及鈦合金的熱處理是確保零件性能的關鍵工序。在進行熱處理時，鈦合金易受多種元素污染，導致性能劣化。因此，推薦採用真空爐或氬氣保護爐進行熱處理。在氧化性氣氛中加熱時，務必嚴格控制並去除工件表面的氧化層。真空熱處理尤其適用於鈦合金零件的應力消除、固溶處理、時效處理和除氫退火等工藝。航空工業標准規定，真空退火過程中，真空工作壓強應不小於2×10-3Pa，以避免表面腐蝕。惰性氣體如氦和氬可作為保護性氣氛的加熱介質，純度需達到99.99%或更高，以適應鈦合金熱處理需求。國內標准同樣對真空爐熱處理後工件出爐溫度有所規定，應在200℃以下空冷。對於鈦件表面的氧化膜，若為淡黃色，可不清除；若為淡藍色、藍色或灰色，則需按空氣爐規定清除。固溶處理淬火的允許延遲時間需嚴格遵守表1要求，以確保時效強化效果。熱處理前，電爐加熱鈦合金件時，表面氧化層需清除，常用方法包括酸洗、化學銑切、噴砂或機加工等。對於精加工件，還需清除一定厚度的基體金屬，具體參數見表2。更深入的鈦合金熱處理知識，推薦查閱《美國金屬學會熱處理手冊E卷—非鐵合金的熱處理》。這本書匯集了非鐵合金熱處理領域的專家知識，提供實用參考數據，有助於解決非鐵合金熱處理過程中的問題。