HB Z 137-1988 钛合金热处理工艺说明书.pdf

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1、中华人民共和国航空工业部部标准HB/Z 137-88 铁合金热处理工艺说明书1988-04-10发布1988-10一01实施中华人民共和国航空工业部批准中华人民共和国航空工业部部标准铁合金热处理工艺说明书HB/Z 137-88 1 主题内容与适用范围,. , 主题内容本标准规定了铁合金热处理的有关术语，热处理用的设备仪表，操作规范及主要热处理工艺参数，并规定了相应的工艺质量控制。.2 适用范围本说明书适用于TA2、TA7，TCl、TC3，TC4、TC6、TC9、TCl1、TB2、Ti-4Al-7Mo-1Zr-2Fe一10V Ti-3. 5Al一10Mo-8V一lFe、Ti-2Cu、Ti-2.3

2、Al-llSn-5Zr-lMoo. 2Si Ti - 5Al-5Mo-2Sn-O. 3Si一o.02Ce、ZTA7、ZTC4等铁及铁合金零件和半成品的热处理。各国牌号对照表见附录A。2 31用标准H 5354 航空制件热处理质量控制标准。3 有关术语定义3. 1 热处理为使工件获得所要求的状态与性能对其进行的加热、保温与冷却过程。3.2 消除应力退火使工件中残余应力减小而不引起再结晶的热处理。3.3 普通退火通过加热再结晶消除加工硬化或调整金相组织的热处理。亦称工厂退火或简单退火。3. 4 等温退火使合金组织获得调整与稳定的热处理。即先在较高温度下保温一定时间，然后随炉(或转炉)冷到某一较低温

3、度保温一定时间、空冷。3. 5 阶段退火分两次或更多次加热而每次都要空冷到室温的热处理。通常有双重退火和三重退火。3. 6 固溶处理在一定温度(通常为相变点下10 4 OOC 保温足够时间使可溶组分充分溶入固溶体的加热处理。一般采用悴火方式使含金组织处于不稳定状态。3. 7 洋火将加热含金与冷却介质接触，从一定温度以足够快的冷速进行冷却，使可洛组分全部或部分保留在固溶体中的过程。3. 8 时效通过在较低温度下加热保温使不稳定相分解的热处理。3. 9 真空处理为了除氢或为防止氧、氮、氢等有害气体的污染而使工件在真空条件下进行的热处理。航空工业部1988-04一10发布198810-01实施1 H

4、Bjz137-88 3.10 氧污染工件在有氧存在的环境中加热(约50QOC以上)时表面形成氧化物并同时向金属里层进行氧扩散的过程。3.1 氮污染氮在6000C以上迅速向铁件中扩散并使表面形成硬脆氮化层的过程。3.12 氢污染铁件在含氢环境中加热或在化学加工及酸洗处理中吸氢的过程。氢在铁中的扩散是可逆的，通常在7000C左右的真空处理即可除氢。4 设备仪器4.1 加热设备4. ,. 1 加热炉钦件可以采用空气炉、燃气、燃油炉(微氧化气氛)、惰性气体炉或真空炉等设备进行热处理。惰性气氛须是循环流动，以使整妒软件的所有表面获得保护。严禁炉中呈氢一类还原性气氛。4.1.2炉植均匀性按HB5354表2

5、中I，.，.m类炉的规定执行。4.1.3控温与测温按HB5354有关规定执行。4.2 冷却设备4.2.1 对于要求在雪气中慢冷的铁件应准备铁箱或沙箱。4.2.2 对于要求在空气中快冷的铁件应准备吹风扇。4.2.3洋火槽按HB5354规定执行。4. :5 其它4.3.1 真空度在真空炉升温过程中或在5400C加热时，真空度不应低于1X lO-3Pa ，在保温和出炉前的冷却过程中真空度应高于或等于1X lO-Pa。4.3.2 为了方便操作，必须准备合适的支架、夹盘、托盘、挂钩及通风设备等。S 工艺操作5. 1 敏件清理5. 1. 1 热处理前清理准备进行真空处理的铁件或有特殊要求的普通热处理的铁件

6、表面除允许有专用涂层外，不得有指印、油、水或其它外来物。在30QOC以上加热的铁件要注意清除表面上的卤化物污染，并要避免采用氯化剂作清除液。所采用的夹具也须进行清洗。铸件应清除模壳与铁反应产物。5. ,. 2 热处理后的清理5. ,. 2. , 铁件表面的氧化层可根据需要进行清除，其清除方法在有关标准文件公布之前可按有关企标执行(包括酸洗、化学锐切、喷砂或机械加工等)。5. ,. 2. 2 铁精加工件表面的氧化层去除后还要根据规定清除一定深度的基体金属，其具体参数列于表1.5.1.2. :5 在惰性气体或真空中加热的铁件表面出现淡黄色氧化膜时可不清除，若要清除也不必清除基体金属。铁零件表面存在

7、淡紫色、兰色或灰色氧化膜时必须清除。5. ,. 2. 4 锻件在进行除氢处理以前要清除氧化皮。铸件应清除各种表面反应产物。2 HB/Z137-88 5. 2 加热5.2.1 用于加热钦件的炉子要进行专门清理，防止炉内存在污染物质。5.2. 2 为尽量减少加热引起的变形，在时效消除应力时或薄壁零件洋火时可使用夹具。5.2.3 除惰性气氛或真空炉外，其它加热炉均应在工件入炉前到温。5.2. 4 应避免将厚度相差悬殊的铁件装在同一炉中进行热处理，但允许工艺参数相同的铁件同一炉热处理。5. , 2.5 钦件在炉中的放置方式应能保证炉内气氛在工件之间自由流通，大型零件或零件堆之阅应间隔20mm以上。表1

8、清除氧化层后的基体金属去除量经不同时间加热后应去除基体金属最小深度m 温度。c运0.2O. 2O. 5 O. 51 12 26 610 10., 20 h 500- 600 不要求8 13 13 13 25 51 600-700 8 13 25 25 51 76 76 700-760 13 25 25 51 76 76 152 160-820 25 25 51 76 14 152 一820-930 51 76 142 152 254 一930-980 76 142 152 254 980-1100 152 254 356 一一注.:tE迸行多道次加然时.可在最后一道加热后消除氧化层.加热时间以

9、各次相加计算a5.2. S 铁件入妒后，根据控制仪表指示判定整个炉膛工作区回复到规定温度时开始计算保温时间。5. 2. 7 保温时间的选择应根据热透工件并保证预期的组织转变的要求而定。通常是由有关的试验研究确定.在堆放工件时应按堆件总厚度计算保温时间。5.2.8 在进行大型焊接件或奸焊组件的真空消除应力退火时，加热温度应是逐步升高的。最好几个保温阶段，热梯度范围可在10-S00C内选择。冷却过程应按同样要求执行。5. 3 冷却5.3. 1 空冷工件从炉中取出放于环境空气条件下冷却。可根据需要采取分散玲、堆冷、沙冷、箱冷戒吹风玲。5.3. 2 妒冷切断加热电源后工件在炉中自行冷却(炉门可按规定关

10、闭或打开)或转移到另一温度较低的炉中保温，气氛应与原加热炉相同。5.3.3 洋火时从开炉门起至零件完全浸入冷却剂中为止，所允许的最长延迟时间列于表2.5.3. 4 真空热处理的玲却可以采用随炉冷至室温或冷至200c以下出炉。也可通入纯净惰性气体，如99.995%的氢气或露点小于一180C的氯气)。3 HB/ Z137-88 表2铁件漳火允许延迟时间零件厚度mm I 允许最长延迟时间S 25 I 6 热处理规范表3航空铁合金热处理规范规格，加热，E曰金m口1热央主理保温时冷却(厚度或OC1) 间，hZ) 直径TA2 10 消除应力退火际00-60C0.5-1 空冷普通退火陆00-7000.5.,

11、 1 空冷TA7 运20消除应力退火500-600 o. 56 空冷普通退火(板)7007日空怜普通退火(棒)750-850 空冷TCl 10 消除应力退火520-65C O. 5-1 空冷普通退火700-750 空冷TC3 运10消除j业力退火OO700 0.5 空冷普通退火750-.800 空冷TC4 20 消除应力退火500-650 2-6 空冷普通退火700 -800 1., 2 空冷固溶处理900 O. 5 1 水冷时效500 26 空冷TC6 20 消除应力退火500-65C 12 空冷普通退火750870 空冷等温退火!&70-92C 1 炉825冷0小至时并，5保空50温玲 双

12、重退火870-92C 1 空冷再50-60C2 空冷TC9 主运20消除应力退火550-600 16 空冷双重退火阳50.，980空冷530 6 空冷TCl1 20 消除应力退火500 - 600 1-6 空冷双重退火自50-9801 空冷530 6 空冷TB2 10 固溶处理720 - 800 O. 3 空冷时效500 -55C 24 空冷4 HB;Z137-88 续表3规格，合金mm I . _ I加热，| 热处理| 保温时冷却(厚度或I.,- - ! 间，h) 直径)I I 一一一一一一一一一一-一一一一一-一一一一一一斗一-Ti-3. 5AI-I0Mo-8V - lFe I 20 1消

13、除应力退火150055Ti-4 Al-7Mo-l Zr-2Fe-l OV Ti-2Cu Ti-2. 3AI-1 1 Sn-5Zr-l Mo-O. 2Si (铸件:) 注:1)在j主定温度下.允许加热温度最大偏差J.)士10吃。2)退火和回溶处理的铁牛尺寸每增加lOmm或不足10mm的部分!在增加保温时间O.lh , 7 质量控制7. 1 进行铁合金热处理时应检查全部提序是奇与本说明书要求相一致。7.2 一般要求按HB5354执行。空冷0.5 I空冷或水冷空冷(叶片)油冷(盘)2 |空冷空冷或炉冷5 HBjzl37-8a 7.3 在不降低性能要求的条件下，铁件可重复进行热处理1-2次，已经热处理

14、过的铁件允许重新热处理成另一种状态。7. 4 铁件热处理后应按相应的技术条件规定检验力学性能和金相组织。7.5 增氢检验经过燃气炉热处理过的铁件应按有关规定检验氢含量是否超标。6 Hu/z137-88 附录A各国航空工业常用铁合金牌号对照表(参考件)名义成分重量Yo)类型中国苏联美国工业铁(Tt99.的u TAl BTl-OO TI-35A 工业怯(T99.2) TA2 BT1-Q Ti-65A 工业铁(Ti99.的q TA3 BTl Ti-75A TI-5AI-Z. 5Sn TA7 BT5-1 A-llOAT Ti-2. 3Al-11Sn-5Zr-lMo O.2Si 近IMIG?Q tMT6

15、7Q Ti-5. 5AI-3. 5Sri刁Zr-lCb-O. Z5MG-Q. 3S j Ti-SAl-5Zr-O. 5MO.2!iSi 近4Ti-6AI-IIZr-lMo-O. 551 近BTl8 Ti-6Al-2Sn-1. 5Zr-lMo.O. 35B-O. lSi 近Ti-ll Ti-8Al-1Mo-IV 近也Ti-8AI-IMo-l V TI-ZCU 化合物IMI230 RMI2Cu TI-2AI-2Mn +自TCl OT4-1 Ti-4AHMo-ZSn-O. 5SJ 0.+目Ti-4A1-3Mo-l V (1+自BTl4 RMI4A!-3Mo-l V Ti-5AI-5Mo-2Sn-O.

16、 3Si-O. 02C为q十日ZT3 Ti-5Al-4V 四十自TC3 8T6C Ti-6Al-4V + TC4 BT6 C-120AV Ti-6A1-ZMo.2Cr-lFe-Q. 25Si +6 TC6 BT3-1 Ti-6Al-2Sn-4Zt-2Mo a+。. Ti-6242 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 0.+。Ti-6246 TI-6At-6V-2Sn a+自C-125AVT Ti6. 5Al-3. 5Mo-2Zr-O. 25S1 +自TCll BT9 TI-6. 5AI-3. 5Mo-2Sn-O. 25S1 咀+TC9 Ti-7AHM.任(0.25S1) 0.+ BT8 Ti

17、-7Al-4Mo Ti-5AI-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr (1+。Ti-17 Ti-4Al-7M非1Zr-2Pc-lOV近日Ti47121 Ti-3Al-l QV -2Fe 近日Ti-1023 TI-4. 5At-5Mo-1. 5Cr 近FCorona5 英国法国西德日本吧HOlMl125 T-40 RT15 TS50 lMI1 30 UT-50 RTl8 TS60 IMIl55 T-50 RT20 JMI317 T-A5E LT21 IMT679 lMl829 T-A62D LT26 IMl685 T-A8DV LT22 IMI230 T-U2 LT25 IMI315 IMI550 T

18、-A4DE LT34 T-A4D3V IMI318 T-A6V LT31 T-A6Zr4DE LT24 Ti-6246 T-A6V6E2 LT33 T-A7D LT32 7 HB/ Z137 .88 续各国航空工业常用铁合金牌号对照表4月义成分t重做%)类咽哼ql!1苏联美国英因法国西德日本. , TI-5AI-5Mo-5Y -1 C卜lFc:T22 Ti-3Al.5Mo-5 V .BCr 近。TB2 TH 1. 5Mo-4. 5Sn-6Zr 近。BT30 .11l Ti-3.5Al-10Mo-8Y-IFe i丘白Tj22 Ti-3AI-1 3Y-llCr 。B120YCA T V13CA LT41 Ti-3Al-8Y-6Cr.4M0-4Zr 但B-C T-D8C6DZRA Tl.3Al-8M非8V-2Fe-(1Cr)自sn2 TB823 Ti-2AJ.IIY-2Sn-IIZr i Transage 129 Ti. 3:!Mo 附加说明t本标准由航空t业部六二一研究所提出。本标准由航空工业部材料、热工艺标准化技术归口单位归口。本标准由六二一所负责，黎明发动机制造公司、沈阳飞机制造公司、三00七厂参加起草。8