4.3.3. Термическая обработка титановых сплавов

Титановые сплавы в зависимости от химического состава и назначения подвергают различным видам отжига, закалке и старению, химико-термической обработке. Для нагрева используют вакуумное оборудование, что предотвращает наводораживание сплавов.

Отжиг. Отжиг для снятия напряжений проводится при температурах 400 – 500ºС (ниже А_с1); отжиг рекристаллизационный после холодной деформации для снятия наклепа – при 800 – 850С (ниже А_с3, т.к. в β – области происходит сильный рост зерна).

Особенность титановых сплавов состоит в том, что, в отличие от сталей, отжиг является основным видом термообработки и при образовании гетерофазных структур обеспечивает достаточный уровень прочности.

Закалка и старение применяются только к сплавам с (α + β) структурой. Закалка с охлаждением в воде может быть проведена после нагреве в β или (α + β) – области. В последнем случае α - фаза не претерпевает превращений, а из β-фазы образуется один из трех видов мартенсита или метастабильная β΄- фаза (в зависимости от легирования). Закалка и старение вызывают значительное упрочнение по сравнению с отожженным состоянием, но сопровождается существенным снижением пластичности. Титановые сплавы имеют невысокую прокаливаемость, поэтому закалка на мартенсит применяется ограниченно, только для деталей небольших размеров.

Более предпочтительной является закалка на β΄- фазу, когда прокаливаемость не имеет значения, и нет ограничений по размерам детали.

Химико - термическая обработка титановых сплавов имеет целью упрочнение поверхности с целью повышения износостойкости (азотирование) или повышения жаростойкости (силицирование – насыщение Si) или напыление нитрида титана.