Среди титановых сплавов TC4 является широко используемым титановым сплавом. Обычно его используют в отожженном состоянии. TC4 может быть подвергнут отжигу для снятия напряжений, рекристаллизационному отжигу и старению в твердом растворе. Структура после отжига такая же, и фазы сосуществуют, но содержание фазы меньше и составляет около 10%. Температура рекристаллизации TC4 составляет 750 градусов.
Температуру рекристаллизационного отжига обычно выбирают на 80-100 градусов выше температуры рекристаллизации (но в практических приложениях это зависит от конкретной ситуации). После рекристаллизационного отжига структура TC4 представляет собой равноосную фазу + фазу, и общие характеристики хорошие. Однако обработка TC4 отжигом представляет собой лишь обработку фазовой стабилизации. Чтобы в полной мере раскрыть потенциал его превосходных свойств, его следует укрепить. Температура +/фазового перехода сплава TC4 составляет 980-990 градусов.
Температуру обработки раствором обычно выбирают на 40-100 градусов ниже температуры +/превращения (в зависимости от конкретной ситуации), поскольку грубая видманштеттеновая структура, полученная обработкой раствора в фазовой области, обладает высокой прочностью и сопротивлением разрушению. Его преимуществом является высокая прочность, но пластичность при растяжении и усталостная прочность очень низкие. Однако обработка раствором в области + фазы лишена этого недостатка.
Обработка старением заключается в нагревании обработанного раствором TC4 до средней температуры, выдерживании его в течение определенного периода времени, а затем охлаждении на воздухе. Целью старения является устранение фазы, возникающей в результате обработки твердым раствором, которая отрицательно влияет на общую производительность. Закаленный мартенсит, полученный при обработке твердым раствором, в процессе старения быстро разлагается (фазовое превращение довольно сложное), что приводит к увеличению прочности. На этот счет есть два мнения:
1. Считается, что поскольку ' разлагается на +, эффект усиления дисперсии продуктов разложения увеличивает интенсивность TC4.
2. Считается, что в процессе старения фаза разлагается с образованием ω-фазы, вызывая упрочнение TC4.
По мере старения прочность снижается. Существует два различных взгляда на это явление:
1. Агрегация фаз снижает прочность.
2. Распад ω-фазы представляет собой процесс размягчения.
Выбор температуры и времени старения должен быть основан на достижении наилучших комплексных характеристик. В пределах рекомендуемого раствора и диапазона старения лучше всего определить лучший процесс с помощью кривой старения. Старение при низкой температуре (480-560 градусов) лучше, чем старение при высокой температуре выше 700 градусов. Потому что с точки зрения прочности на разрыв, долговечности и предела ползучести, вязкости разрушения и свойств прочности на надрез при высоких температурах низкотемпературное старение лучше, чем высокотемпературное старение. Комплексные характеристики TC4 после обработки твердым раствором лучше, чем после обработки отжигом степени 750-800.
Следует отметить, что обработка титанового сплава ТС4 приводит к тому, что исходная структура оказывает большее влияние на микроструктуру и механические свойства после термообработки. Сетчатая структура, образованная различными деформациями выше температуры фазового превращения, не может быть изменена термической обработкой. После отжига при степени 750-800 исходное организационное состояние в основном сохраняется; для обработки ниже температуры фазового превращения. Полученные и фазовые структуры после отжига при 750-800 степени могут получить равноосную первичную фазу и преобразованную фазу. Пластичность первого при растяжении и уменьшение площади ниже, чем у второго; но его устойчивость к высоким температурам, вязкость разрушения и устойчивость к коррозии под напряжением в горячих солях выше.
