Основы технологии термической обработки цветных металлов и сплавов

9.  основы  технологии  термической  обработки цветных  металлов  и  сплавов

9.1. Общие положения

При реализации термической обработки металлов и сплавов важное значение имеют не только обоснование ее температурно-временных параметров, но и выбор способа нагрева, атмосферы печи, охлаждающей Среды, типа применяемого оборудования.  Для нагрева цветных металлов и сплавов при термической обработке применяют, как и в случае сталей, электрические и топливные печи, в том числе и печи-ванны, печи с кипящим слоем, установки электроконтактного и индукционного нагрева. Естественно, при выборе способа нагрева и оборудования для его реализации учитывают вид изделия, его форму, размеры и технико-экономи-ческие показатели процесса.

         Выбор атмосферы печи определяется прежде всего интенсивностью взаимодействия металлов и сплавов с газами. Если алюминий, медь и их сплавы, как правило, можно нагревать при термической обработке в среде воздуха, то термическую обработку титановых сплавов, обладающих склонностью к водородной хрупкости, в ряде случаев необходимо проводить в вакууме. Термическую обработку тугоплавких металлов и их сплавов осуществляют всегда в среде защитных газов или в вакууме из-за интенсивного взаимодействия их с кислородом и парами воды. Другим способом защиты активных металлов от взаимодействия с газами является использование различного рода обмазок и покрытий - стеклообразных и стеклокристаллических материалов, керамических и металлических материалов, интерметаллидов.

         Цветные металлы и сплавы подвергают различным видам отжига, закалке с отпуском или старением (искусственным или естественным).

         9.2. Отжиг цветных металлов и их сплавов

         Целью отжига является приближение системы к равновесному состоянию за счет устранения в той или иной степени физической и химической ее неоднородности, являющихся следствием технологических операций производства сплава и изделий из него. В зависимости от вида отжига, его следствием могут быть снижение степени химической неоднородности (ликвации), устранение неравновесной структуры, снижение уровня внутренних напряжений, снижение прочности и твердости, повышение пластичности и обрабатываемости резанием, давлением и т.д.

         Наиболее распространеными применительно к цветным металлам и их сплавам являются следующие виды отжига:

- гомогенизирующий отжиг, целью которого является  устранение химической неоднородности сплавов; его проводят преимущественно для полуфабрикатов, прежде всего, слитков;

Рекомендуемые материалы

- рекристаллизационный отжиг деформируемых полуфабрикатов - заготовок, поковок, листов, сортовых профилей с целью устранения последствий наклепа (нагартовки) и повышения технологических свойств в результате развития процессов рекристаллизации;

- отжиг для снятия остаточных напряжений, преимущественно в слитках, отливках и деформированных полуфабрикатах, с целью улучшения их технологических свойств;

- полный отжиг, в результате которого могут проходить не только процессы разупрочнения в результате развития рекристаллизации, но и фазовые превращения, обеспечивающие полный распад твердых растворов и выделение избыточных фаз;

- стабилизирующий отжиг, обеспечивающий более полное выделение избыточных фаз (старение) в полуфабрикатах и в готовых изделиях.

Отжиг алюминия и его сплавов. Слитки из сплавов алюминия подвергают гомогенизирующему отжигу, режим которого определяется их составом (табл. 9.1).

         Таблица 9.1 - Рекомендуемые режимы гомогенизирующего отжига

При таком отжиге устраняется преимущественно дендритная ликвация, зональная же ликвация, из-за большой протяженности путей диффузии может устраняться лишь частично, поскольку для достижения полного эффекта гомогенизации сотни часов выдержки. Температуру гомогенизации выбирают в зависимости от состава сплава, но близкой к температуре равновесного или неравновесного солидуса. Гомогенизацию ниже температур неравновесного солидуса называют обычной гомогенизацией, а гомогенизацию при температуре выше неравновесного, но ниже равновесного солидуса - высокотемпературной гомогенизацией. В последнем случае при нагреве расплавляются неравновесные фазы, но при последующей выдержке они “рассасываются” и сплав вновь полностью затвердевает. Выдержка при температуре гомогенизации приводит к растворению избыточных фаз и выравниванию химического состава по объему дендритных ячеек, коагуляции интерметаллидных и других фаз. Поскольку этот процесс контролируется диффузией компонентов, длительность выдержки обычно не меньше 6-8 ч и может для ряда сплавов достигать даже 36 ч. В результате гомогенизации существенно изменяются свойства слитков и заготовок: повышаются их пластические характеристики при комнатной температуре и параметры технологической пластичности при деформации, снижается анизотропия свойств проката и изделий, повышается комплекс механических свойств готовых изделий.

Рекристаллизационный отжиг проводят при температурах, превышающих температурный порог рекристаллизации, для холоднодеформированных, а иногда и для  горячедеформированных металлов и сплавов. Для сплавов алюминия, не упрочняемых термической обработкой, рекристаллизационный отжиг (т.н. высокий отжиг), а также низкий отжиг (Т < Тр) являются основными видами термической обработки. Высокий отжиг проводят при повышенных температурах, достаточных для полного разупрочнения при развитии рекристаллизации. Однако, выдержка при этом, во избежание роста зерна в результате собирательной рекристаллизации, должна быть минимальной (см. табл. 9.2).

         Отжиг для снижения остаточных напряжений (низкий отжиг) деформируемых алюминиевых сплавов проводят при сравнительно низких температурах (см. табл. 9.2), при которых может происходить полигонизация, а рекристаллизация если и происходит, то лишь частично. В результате этого происходит частичное разупрочнение и некоторое повышение пластичности сплавов.

         Полный отжиг для деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, проводят при температурах 350-430°С, когда при достаточной выдержке происходит полное разупрочнение материала как в результате процессов рекристаллизации, так и за счет полного выделения избыточной фазы из пересыщенного твердого раствора.

         В результате стабилизирующего отжига отливок из литейных алюминиевых сплавов (температура около 300°С, длительность выдержки 2-4ч) может происходить как некоторое их упрочнение, так и в случае коагуляции продуктов распада - и повышение пластичности при снижении прочности. При этом снижается уровень остаточных напряжений и стабилизируются геометрические разметы фасонных отливок. Такой отжиг еще называют смягчающим отжигом, или стабилизацией.

         Отжиг сплавов магния. Термическая обработка сплавов алюминия и магния имеет много общего, что объясняется отсутствием полиморфных превращений в этих металлах и близостью их температур плавления. Однако, низкие скорости диффузии легирующих элементов в твердом магнии приводят к получению заметно выраженной химической неоднородности при кристаллизации и обработке в твердом состоянии.

         Таблица 9-2 - Режимы отжига деформированных полуфабрикатов

                                   из различных сплавов

         При термической обработке сплавов магния с нагревом до 450-475°С, а для ряда сплавов (МА 11, МА 12, МА 14 и др.) - и до 500-535 °С  защитные атмосферы могут не применяться.

         Гомогенизирующий отжиг магниевых сплавов в зависимости от их состава и структуры проводят по двум схемам  (см. табл. 9.1):

а) в одну ступень при температурах, например, 490-530°С (МА 1, МА 8, МА 11) с длительностью выдержки 12-24 ч, либо при более низкой температуре - 300-400 °С (МА 2, МА 2-1) при длительности выдержки 10-18 ч;

б) в две ступени: вначале - при более низкой температуре (например, при 340 °С, 4 ч для сплава МА 3), затем - при более высокой (400 °С, 12 ч).

         Деформируемые сплавы магния подвергают рекристаллизационному отжигу (высокотемпературному), а также низкотемпературному отжигу для снятия внутренних напряжений; режимы для некоторых сплавов приведены в таблице 9.2. Разупрочняющей термической обработкой литейных сплавов магния является отжиг для снятия остаточных напряжений.

         Отжиг меди и ее сплавов. При разработке технологии термической обработки меди и ее сплавов необходимо учитывать две особенности: их высокую теплопроводность и активное взаимодействие с газами при нагреве. В связи с их активным взаимодействием с кислородом и парами воды при повышенных температурах при термической обработке полуфабрикатов и готовых изделий часто приходится применять защитные атмосферы.

         Гомогенизирующий отжиг слитков меди и ее сплавов проводят при температуре, максимально возможной, но не вызывающей оплавления структурных составляющих. Основными сплавами меди, нуждающимися в гомогенизации, являются прежде всего оловянные бронзы, отжиг которых проводят при 625-750 °С с выдержкой 1-6 ч, а также мельхиоры (750-800 °С, 0.5-1 ч) и бериллиевые бронзы (720-800 °С,  1-3 ч).

         Рекристаллизационный отжиг - одна из распространенных технологических операций производства полуфабрикатов из меди и ее сплавов. Режимы такого отжига приведены в табл. 9.2. При выборе режимов рекристаллизационного отжига медных сплавов, в частности, латуней, следует учитывать их склонность к старению и возможный распад пересыщенных твердых растворов при отжиге. Температуру начала рекристаллизации меди интенсивно повышают  Zr, Cd, Sn, Sb, Cr, в то время, как  Ni, Zn, Fe, Co  оказывают слабое влияние. Примеси увеличивают и кри-тическую степень деформации, которая для латуней составляет 5-12%. По литературным данным, температура начала рекристаллизации латуни Л63 колеблется от 250 до 400°С. Наиболее мелкозернистая структура в ней формируется после отжига при 300-400°С. Чем выше степень предшествующей холодной деформации, тем меньше величина ее рекристаллизованного зерна и выше твердость при одинаковых условиях отжига. При неправильных режимах отжига в отожженных сплавах из-за высокой степени предшествующей холодной пластической деформации обна-руживаются две группы зерен различной величины (т.н. двойная структура), что является нежелательным, особенно при операцях глубокой вытяжки, гиба или шлифовки и травления изделий. В двухфазных (a + b)-  и специальных латунях рост зерна происходит обычно при температурах, при которых в структуре остается одна  b-фаза. Поэтому температуру отжига таких латуней выбирают примерно на 250-350°С выше температуры рекристаллизации (см. табл. 9.2).

         С увеличением размера зерна до определенного предела штампуемость латуней улучшается, но качество поверхности ухудшается, а при размере зерна более 40 мкм наблюдается характерная шероховатость - дефект “апельсиновая корка”. Полуфабрикаты же с неполностью рекристаллизованной структурой с очень мелким зерном штампуются без образования дефекта “апельсиновой корки”. Поэтому сплавы часто подвергают т.н. неполному отжигу при 250-400°С, являющемуся отжигом для снятия остаточных напряжений.

         Отжиг титана и его сплавов. При разработке режимов термической обработки титана и его сплавов следует учитывать следующие особенности: а) полиморфизм титана, б) низкую теплопроводность, в) склонность к наводороживанию. Примеры режимов отжига сплавов титана приведены в таблице 9.2. Следует отметить, что гомогенизирующий отжиг сплавов титана не проводят из-за его низкой эффективности.

         Следует учитывать, что классические схемы рекристаллизационного отжига, дорекристаллизационного отжига и отжига для уменьшения остаточных напряжений  применимы в “чистом” виде для однофазных  a -  и  b - сплавов. В псевдо- a , типичных (a + b)-  и псевдо- b- сплавах с термодинамически неустойчивой b-фазой на процессы рекристаллизации могут накладываться фазовые превращения. Вклад фазовых превращений в формирование структуры и свойств сплавов оказывается наибольшим при реализации дорекристаллизационного и особенно - рекристалли-зационного отжигов и наименьшим - в случае отжига для уменьшения остаточных напряжений, когда при низких температурах отжига их влияние может и не проявиться.

         При дорекристаллизационном отжиге развиваются процессы возврата и полигонизации, обеспечивающие частичное устранение нагартовки и разупрочнение сплава. Температура такого отжига должна быть ниже температуры начала рекристаллизации, которая даже у чистого иодидного сильнодеформированного титана составляет около 400°С, а при уменьшении степени деформации повышается до 500 (степнь деформации 50%) и даже 550°С (степень деформации 30%). У сплавов же титана температура начала рекристаллизации оказывается весьма высокой и изменяется в весьма широких пределах в зависимости от их состава (см. табл. 9.2). Температуры же конца рекристаллизации оказываются еще более высокими. Поэтому и температуры дорекристаллизационного отжига, реализуемые в практике термической обработки, оказываются весьма высокими - 500-780 °С  в зависимости от состава.

         Рекристаллизационный отжиг проводят при температуре выше температуры начала рекристаллизации (табл. 9.2) в интервале температур 600-980 °С в зависимости от состава сплава. Следует учитывать, что легирующие элементы и примеси, как правило, повышают температуру рекристаллизации, причем, наиболее сильное ее повышение происходит при легировании титана такими элементами, как алюминий, бериллий, а при содержании более 2-3% и Cr, V, Fe, Mn, Sn. Поэтому все промышленные сплавы имеют более высокий температурный порог рекристаллизации, чем чистый титан. Наиболее высокую температуру рекристаллизации имеют псевдо-a -   и  (a + b)- сплавы с высоким содержанием алюминия.

         Критическая степень деформации для сплавов титана составляет 2-10%. Если рекристаллизационный отжиг проводится при температурах  (a + b) - области, то при критических степенях деформации рекристаллизованное зерно не вырастает до чрезмерно больших размеров. Для всех сплавов титана наименьшая скорость роста зерна наблюдается при структуре, характеризующейся примерно равным соотношением фаз. Понижение температуры отжига, приводящее к увеличению доли  a-фазы, увеличивает скорость роста зерна и может способствовать получению крупнозернистой структуры рекристаллизации. Повышение температуры отжига, приводящее к росту доли  b-фазы, также способствует росту зерна. Особенно интенсивный рост зерна (на 3-4 порядка) происходит при перегреве выше критической точки Ас . 

         Температура рекристаллизационного отжига не должна быть слишком высокой, чтобы не вызвать укрупнения зерна и не вызвать получение на поверхности значительного слоя, обогащенного кислородом (т.н. альфированный слой). Рекристаллизация холоднодеформированных сплавов происходит достаточно равномерно по всему объему. В горячеде-формированных же сплавах рекристаллизация по объему полуфабриката часто протекает неравномерно, что приводит к появлению таких дефектов, как разнозернистость, полосчатость структуры, аномальная структурная неоднородность, и как следствие - к получению пониженных механических и служебных свойств. Для устранения этих дефектов рекристаллизационный отжиг проводят при повышенных температурах.

         Свойства  a-сплавов после дорекристаллизационного и рекристаллизационного отжигов не зависят от скорости охлаждения. Отжиг (a + b)-сплавов сочетает элементы отжига I рода, основанного на процессах рекристаллизации, и отжига II рода, основанного на фазовой перекристаллизации.

         Поэтому отжиг (a+b)-сплавов чаще классифицируют не по процессам, протекающим в металле при нагреве (рекристаллизационный, дорекристаллизационный, отжиг для уменьшения остаточных напряжений, отжиг, включающий фазовую перекристаллизацию), а по реализуемой технологии, исходя из чего различают следующие виды отжига таких сплавов титана:

         а) простой отжиг, который выполняют с нагревом до наиболее низких температур, достаточных для довольно полного разупрочнения, с последующим охлаждением обычно на воздухе, либо с печью до определенной температуры; температура такого отжига чаще всего 750-800 °С;

         б) изотермический отжиг, при котором сплав на первой ступени нагревают до сравнительно высоких температур, достаточных для развития полигонизации или рекристаллизации (800-950°С  в зависимости от состава сплава), затем на второй ступени охлаждают до температур, обеспечивающих высокую стабильность b-фазы (эти температуры обычно ниже температуры рекристаллизации и составляют 530-650°С) и выдерживают при этой температуре 1-2 ч, а иногда и дольше с последующим охлаждением на воздухе; изотермический отжиг обеспечивает более высокие пластичность, термическую стабильность и длительную прочность сплавов в сравнении с простым отжигом, поэтому широко применяется для термической обработки жаропрочных сплавов;

         в) двойной (ступенчатый) отжиг, отличающийся от изотермического тем, что после отжига на первой ступени сплав охлаждают на воздухе до комнатной температуры, а затем снова нагревают до температуры второй ступени - 550-650°С  и выдерживают 2-5 ч; в этом случае при температуре первой ступени (как и в случае изотермического отжига) происходят процессы полигонизации и рекристаллизации, при последующем охлаждении частично протекает полиморфное превращение, но b-фаза оказывается неравновесной и при последующем нагреве до температуры второй ступени происходит ее распад, следствием чего является повышение прочностных характеристик сплава при некотором снижении его пластичности.

         Исходя из сути процессов структурных изменений двойной отжиг иногда называют “упрочняющий двойной отжиг” или “мягкая упроч-няющая термическая обработка”. Для уменьшения остаточных напряжений, вызванных механической обработкой деталей, в ряде случаев применяют неполный отжиг при температурах ниже температуры начала рекристаллизации (450-650 °С в зависимости от состава) длительностью 0,5-2 ч.

         Отжиг тугоплавких металлов и их сплавов. За исключением хрома, все тугоплавкие металлы интенсивно окисляются при температурах выше 300-500°С. При их взаимодействии с газами, помимо окисного, а часто и нитридного слоев, на поверхности изделий образуется газонасыщенный поверхностный слой, в котором содержание примесей плавно уменьшается от поверхности в глубь металла. Этот слой представляет собой твердый раствор внедрения атомов примесей (кислорода, азота) в металле. Глубина газонасыщенного слоя увеличивается с ростом продолжительности и температур нагрева. Его наличие существенно снижает служебные свойства металлов.

         В связи с высокой химической активностью тугоплавких металлов и их сплавов по отношению к газам при термической обработке принимают следующие меры защиты изделий от насыщения примесями из окружающей среды:

         - нагрев в нейтральных газах (гелий, аргон, а для вольфрама, молибдена и их сплавов - также и водород и смесь водорода с азотом);

         - термическая обработка в вакууме, обеспечивающая более высокую степень защиты металлов, чем использование нейтральных газов, но требующая применения более сложного и дорогостоящего оборудования;

         - применение защитных обмазок разного состава.

         Гомогенизирующий отжиг слитков тугоплавких металлов и их сплавов проводят, как правило, в глубоком вакууме с нагревом до высоких температур: ниобия и его сплавов - при 1400-1800°С, сплавов молибдена - при 1600-2200 °С в зависимости от состава.

         Деформированные полуфабрикаты тугоплавких металлов и их сплавов подвергают дорекристаллизационному, либо рекристаллизационному отжигу. Следует учесть, что эти материалы имеют высокую температуру начала рекристаллизации, которая зависит не только от режимов предшествующей деформации, но и от содержания примесей и легирующих элементов. Металлы высокой степени чистоты рекристаллизуются при значительно более низких температурах по сравнению с металлами промышленной чистоты и их сплавами (см. табл. 9.2).

         Температура рекристаллизационного отжига назначают обычно на 100-200°С выше температуры начала рекристаллизации, но обычно не выше температуры начала интенсивного роста зерна, вызванного развитием собирательной рекристаллизации которая составляет, например,  для ванадия - примерно 1200°С, для ниобия - 1300°С, для тантала - 1600°С. Дорекристаллизационный отжиг тугоплавких металлов и их сплавов проводят при более низких температурах - 1000-1200°С.

         9.3. Общие положения упрочняющей термической обработки

                 сплавов цветных металлов

         В зависимости от природы металла, являющегося основой сплава, можно выделить 2 общие разновидности упрочняющей термической обработки:

- для сплавов на основе металлов, не претерпевающих полиморфных превращений- закалка на пересыщенный твердый раствор с последующим естественным либо искусственным старением; такими сплавами являются сплавы на основе алюминия, меди, магния и ряда других элементов;

- для сплавов на основе металлов, обладающих полиморфизмом, прежде всего, сплавов титана - закалка с реализацией полиморфного мартенситного превращения (закалка на мартенсит) с последующим отпуском.

         Следует отметить, что как при старении, так и при отпуске происходит распад пересыщенного твердого раствора, в целом подчиняющийся одним и тем же закономерностям. Поэтому, например, отпуск закаленных титановых сплавов часто тоже называют старением.

         В зависимости от температуры и времени выдержки при старении реализуются разные стадии распада пересыщенного твердого раствора, что обеспечивает получение различных структуры и свойств сплава. Поэтому старение подразделяют на следующие виды:

         1. Зонное старение, когда при невысоких температурах или коротких выдержках упрочнение обусловлено образованием зон Гинье-Престона  (ГП). Зонное старение является основным для таких сплавов, как, например, дуралюмины, и может обеспечить получение повышенной прочности сплава;

         2. Фазовое старение, когда упрочнение достигается вследствие образования из зон ГП метастабильных фаз, имеющих с матрицей когерентные или полукогерентные границы. Такое старение происходит при более высоких температурах, либо при более длительных выдержках по сравнению с фазовым старением;

         3. Коагуляционное старение, связанное с выделением частиц стабильных фаз, имеющих с матрицей некогерентные границы, а также с коагуляцией частиц таких фаз, приводящей к разупрочнению сплава. Такой процесс происходит при увеличении длительности выдержки при повышенных температурах старения.

         При зонном старении наблюдается максимальная пластичность при достаточной прочности и средних значениях предела текучести, но высокая чувствительность к структурным изменениям при возможных последующих нагревах. Фазовое старение может обеспечить максимальные предел  прочности и предел текучести, но пониженные значения относительного удлинения; при этом возникает опасность коррозионного растрескивания и усиливается чувствительность к концентраторам напряжений. Коагуляционное старение обеспечивает получение высокой коррози-онной стойкости, высокого предела текучести, слабой чувствительности к изменению свойств при дополнительных нагревах, повышенной технологической пластичности. Однако, относительное удлинение остается низким, а чувствительность к концентраторам напряжений - высокой.

         9.4. Закалка со старением сплавов алюминия, меди, магния

         Сплавы алюминия. Упрочняющей термической обработке - закалке со старением (часто - естественным) подвергают все группы деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, некоторые марки литейных сплавов - силуминов (например, АЛ 9), сплавов системы  Al - Cu  (АЛ 7, АЛ 19). Некоторые сплавы, например, литейные сплавы системы  Al - Mg, подвергают закалке без старения, а ряд сплавов - старению без предварительной закалки. Охлаждающей средой при закалке большинства сплавов является вода.

         Сплавы магния. Эти сплавы подвергают закалке с искусственным старением. Критическая скорость охлаждения при закалке сплавов магния невысока и для большинства из них охлаждающей средой является воздух. Продолжительность искусственного старения магниевых сплавов значительно больше, чем алюминиевых. Эффект же термической обработки у них ниже, чем у сплавов алюминия.

         Сплавы меди. Температура их нагрева под закалку должна обеспечить возможно более полное растворение избыточных фаз, но не вызывать роста зерна и пережога. Время выдержки при их нагреве под закалку невелика и не превышает нескольких минут. Сплавы меди отличаются высокой прокаливаемостью.

         Конкретные режимы термической обработки определяются экспериментальным путем для каждого сплава. Режимы старения выбираются в зависимости от требуемых физико-механических свойств. При этом могут быть реализованы режимы как полного, так и неполного искусственного старения, а также перестаривания. Примеры режимов закалки и старения ряда сплавов приведены в таблице 9.3.

         Таблица 9.3 - Режимы закалки и старения ряда сплавов

         9.5. Особенности упрочняющей термической обработки

                 сплавов титана

         Такие особенности связаны с полиморфизмом титана. Вследствие полиморфных превращений в промышленных сплавах при ускоренном охлаждении образуются метастабильные фазы. Так, при быстром охлаждении (закалке) из   b-области сплавов, которые в равновесном состоянии могут быть однофазными  ( a ), либо двухфазными  (a +b ), образуется метастабильная  a‘-фаза. Она представляет собой пересыщенный твердый раствор легирующих компонентов в  a -Ti и имеет гексагональную кристаллическую решетку. При образовании такого мартенсита в титановых сплавах, в отличие от сталей, упрочнения не происходит. Это связано с тем, что объемный эффект превращения  b ® a‘ и, следовательно, фазовый наклеп невелики: объемный эффект  мартенситного превращения в титановых сплавах составляет около 0,1%, а в стали - около 1% . При закалке может образоваться также и фаза  a“, имеющая ромбическую кристаллическую решетку, образование которой также не приводит к упрочнению сплава. Фаза a“ образуется при повышенном содержании легирующих элементов. Предполагают, что фаза a‘ непрерывно переходит в фазу a“. Совместного присутствия этих двух фаз при закалке из b-состояния не было зафиксировано.

         При большом содержании легирующих элементов при закалке идет превращение  b ® w.  Фаза w является мартенситом особого рода и образуется при нулевом объемном эффекте. Эта фаза является твердой и хрупкой и ее появления при термической обработке стремятся избегать. Считают, что w-фаза образуется из  b -фазы в результате незначительных смещений отдельных атомов.

         При отпуске закаленных титановых сплавов происходит распад метастабильных фаз a‘, a“ и w, а также нестабильной (переохлажденной) b-фазы. Мартенситная a‘-фаза в зависимости от состава распадается при нагреве на фазы a и b, или a и TiMe_х, где TiMe_х - промежуточная фаза в системе Ti - Me, если в ней возможно эвтектоидное превращение. b -фаза в изотермических условиях распадается либо на фазы  a и b с последующим образованием a и TiMe_х, либо на фазы b и w и далее - на b и a, а при более длительных выдержках - на фазы a и TiMe_х.

         В таблице 9.4 приведены примеры режимов упрочняющей термической обработки сплавов титана.

         Таблица 9.4 - Режимы упрочняющей термической обработки

                                 сплавов Ti

         Временное сопротивление разрыву закаленных титановых (a + b)-сплавов с небольшим содержанием b-стабилизаторов (ВТ 6, ВТ 3-1, ВТ 8, ВТ 9) сравнительно мало зависит от температуры нагрева под закалку в интервале 850-900 °С, но существенно возрастает при дальнейшем ее повышении. В случае же закаленных (a+b)-сплавов с достаточно большим содержанием  b-стабилизаторов (ВТ 16, ВТ 22) повышение температуры нагрева под закалку приводит к непрерывному уменьшению предела прочности в связи с образованием мягкого мартенсита       .

         Упрочнение при старении закаленных сплавов обусловлено процессами распада b- и a“-фаз, повышение прочности из-за распада a‘-фазы невелико. Старение в (a+b)-сплавах протекает во времени тем интенсивнее, чем меньше в них  b-стабилизаторов. Продолжительность старения обычно выбирают большей, чем время, необходимое для достижения максимальной прочности, чтобы повысить их пластичность. Сплавы титана чаще подвергают старению по одноступенчатому, реже - по двухступенчатому режиму.