热处理作业指导书

热处理作业指导书

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发布日期：2016年07月 27日 实施日期： 2016年07 月27日

热处理操作规程 1 定义及其目的 热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其材料组织。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 2 热处理工艺分类 2．1 退火： 2．1．1 定义：退火就是将材料加热到较高温度（一般700℃左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。 2．1．2 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。 2．2 固溶处理： 2．2．1 定义：固溶处理就是把材料加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。 2．2．2 目的：提高材料的强度和塑性，改善材料的耐腐蚀性能。 2．3 时效处理： 2．3．1 定义：时效处理就是将材料加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。 2．3．2 分类： 2．3．2．1 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和韧性。 2．3．2．2 完全人工时效 ：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。 2．3．2．3 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。 3 热处理状态代号及意义参见下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 热处代号 理状态名目的 称 T1 人工时效 提高硬度，改善加工性能，提高TC4、TB1等材料的强度。 T2 退火 消除内应力，消除机加工引起的加工硬化，增加材料的塑性。 T4 固溶处理 提高强度和硬度，获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。 固溶处理 + T5 不完用以获得足够高的强度，并保持有高的塑性，但抗蚀性下降。 全人工时 效 固溶处理T6 +完全人用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。 工时效 4 热处理工艺参数参见表1、表2： 表1 钛及钛合金消除应力退火和完全退火制度 消除应力退火 完全退火工艺 合金类型 合金牌号 温度/℃ 时间/min 温度/℃ 时间/min TA1~TA4 500~600 15~60 680~720 30~120 α合金 TA5 550~650 15~60 800~850 30~120 TA7 550~650 15~120 750~850 30~120 β合金 TB1 480~650 15~240 800 30 TB2 480~650 15~240 800 30 TC1 550~650 30~60 700~750 30~120 TC2 550~650 30~60 700~750 30~120 α+β合金 TC3 550~650 30~240 700~800 60~120 TC4 550~650 30~240 700~800 60~120 TC6 550~650 30~120 750~850 60~120 TC10 550~650 30~240 760 120

合金类型 合金牌号 TB1 β合金 TB2 TC4 α+β合金 TC6 TC10 表2 钛合金的固溶和时效工艺 固溶工艺 时效工艺 温度时间冷却方冷却方温度/℃ 时间/h /℃ /min 式 式 水冷或 24+0.2空冷+空800 30 450+560 空冷 5 冷 水冷或 800 30 500 8 空冷 空冷 850~9530~60 水冷 480~560 4~8 空冷 0 860~9030~60 水冷 540~580 4~12 空冷 0 850~9060~90 水冷 500~600 4~12 空冷 0 5 热处理操作要 点： 5．1 热处理用炉的 准备： 5．1．1 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是否正常、合格。 5．1．2 检查在正常工作条件下，炉膛各处温差是否在规定范围（±5℃）内。 5．1．3 起重设备是否正常、可靠。 5．2 装炉： 5．2．1 待处理的材料应按材料牌号、外廓尺寸、材料壁厚及热处理规范进行分类。 5．2．2 检查材料质量的单铸试棒，应与同炉浇注的材料同炉热处理。 5．2．3 中小型材料用专门的框架组成一批，一起装炉。大型材料应单个放在专用架上装炉。 5．3 加热及保温： 5．3．1 送电加热时，应同时开动风扇和控温仪表。

5．3．2 加热应当缓慢（一般为100℃/h）。对复杂材料，应在较低温度下 装炉（300℃以下），并使加热至退火温度的时间为2小时左右。 5．3．3 在保温期间，应定时校正炉膛工作区域温度。 5．3．4 由于某种原因造成中断保温，在短期不能恢复工作时，应将材料出炉空冷。在排除故障后，再次装炉继续升温进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。 5．4 出炉冷却： 5．4．1 保温结束后，用吊车或其它装置将材料迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。 5．4．2 淬火转移时间是指从材料吊起到材料全部淬入介质中，总的时间最好不超过15S。

5．5 材料变形的校

正：

5．5．1 材料变形应在热处理后立即校正，矫正模具和工具应在热处理前事先准备。

5．5．2 根据材料特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。

5．6 时效操作： 5．6．1 需进行人工时效的材料，应在热处理后尽快进行。 5．6．2 装炉时，炉温不得超过时效温度。

5．6．3 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。 5．6．4 保温时间到后，断开电源。

5．7 重复热处理 ：当热处理的材料力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。

5．8 技术安全及其

它：

5．8．1 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。 5．8．2 在装炉和出炉前，必须切断电源。 6 热处理质量检查： 6．1 检查方法及项目： 6．1．1 目视检查：观察工件的表面状况，目的在于发现是否有共晶体的析出物引起的表面起泡、氧化变黑以及翘曲变形和裂纹等。

6．1．2 尺寸检查：检查材料的变形程度，尺寸是否符合规定的精度等级。 6．1．3 表面检查：表面裂纹、气孔、缩孔、夹渣和疏松等。

6．1．4 力学性能检查：检查材料本体的抗拉强度、屈服强度、伸长率或硬度是否符合技术标准 >标准要求。

6．1．5 金相检查：取试样，检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。 6．2 热处理缺陷

6．2．1 热处理缺陷分类：力学性能不合格、退火不均匀、变形、裂纹及过烧。