チタンおよびチタン合金の熱処理

チタンは 1950 年代に開発された重要な構造金属です。 チタン合金は、高強度、優れた耐食性、高い耐熱性を備えているため、さまざまな分野で広く使用されています。 チタンは、その優れた強度重量比、耐食性、生体適合性により、多くの産業用途で一般的に使用されている材料です。 チタン合金とは、チタンと他の金属からなるさまざまな合金金属を指します。 チタンは 1950 年代に開発された重要な構造金属です。 チタン合金は、高強度、良好な耐食性、高い耐熱性を備えています。 1950 年代と 1960 年代には、航空エンジン用の高温チタン合金と機体用の構造用チタン合金の開発に主な焦点が当てられました。

チタンは融点が 1668 度の同素体です。 882度以下の最密六方格子構造を持ち、アルファチタンと呼ばれます。 882度以上の体心立方格子構造を持ち、ベータチタンと呼ばれます。 チタンの上記 2 つの構造の異なる特性を利用し、適切な合金元素を添加して相変態温度と相の含有量を徐々に変化させることにより、異なる構造のチタン合金が得られます。 室温では、チタン合金は 3 つのマトリックス構造を持ち、合金、( + ) 合金、および合金の 3 つのカテゴリに分類されます。

ただし、機械的特性を最適化するために、多くの場合、熱処理が必要になります。 熱処理は、チタンおよびチタン合金の加工において重要なステップです。 材料の性能を向上させ、材料の安定性を高めることができます。 今回はチタン合金の熱処理のうち、固溶化処理、安定化処理、焼鈍処理、水素除去処理について詳しく紹介します。

1.固溶体処理
固溶体処理は、チタンおよびチタン合金に合金元素を完全に溶解して過飽和固溶体を形成し、それによって材料の強度と硬度を向上させることを目的としています。 固溶体プロセスには主に次の手順が含まれます。
チタンおよびチタン合金を高温（相変態点以上）に加熱し、一定時間保持すると合金元素が完全に溶解します。 チタンおよびチタン合金を室温まで急冷し、過飽和固溶体を形成します。
2.安定化処理
安定化処理は主に、チタンおよびチタン合金の有害な相を除去し、材料の可塑性と靭性を向上させるために使用されます。 安定化処理は主に、チタンおよびチタン合金を高温（相変態点以上）に加熱し、一定時間保持して有害相を完全に溶解する処理です。
チタンおよびチタン合金を室温まで急速冷却すると、安定した金属組織が得られます。
3. アニール処理
アニーリング処理は、主にチタンおよびチタン合金の加工時の内部応力を除去し、材料の塑性と靭性を向上させるために使用されます。 アニール処理は主に、チタンやチタン合金を臨界点以下に加熱し、一定時間保持して内部応力を解放する処理です。
新たな内部応力の発生を避けるために、チタンおよびチタン合金を室温までゆっくりと冷却します。
4. 水素除去処理
チタンおよびチタン合金は加工中に水素を吸収しやすく、材料に亀裂や水素脆化を引き起こします。 水素除去処理は、チタンおよびチタン合金から水素を除去し、材料の信頼性と安定性を向上させることを目的としています。 水素除去処理は主に以下の手順で行われます。
チタンおよびチタン合金を高温（相変態点以上）に加熱し、一定時間保持すると水素が放出されます。 チタンおよびチタン合金を室温まで急速冷却し、新たに吸着した水素が材料内に侵入するのを防ぎます。

つまり、固溶体処理、安定化処理、焼鈍処理、水素除去処理はすべてチタンおよびチタン合金の熱処理において非常に重要な役割を果たします。 優れた特性を備えたチタンおよびチタン合金製品を得るには、これらの熱処理プロセスの原理、方法、適用範囲を理解し、習得し、特定の状況に応じて適切な熱処理プロセスを選択し、性能、安定性、および性能を向上させる必要があります。素材の信頼性。