钛是20世紀50年代發展起來的一種重要結構金屬，具有密度低、比強度高、耐腐蝕、耐高溫、無磁等優良性能(néng)，及形狀記憶、超導、儲氫、生物(wù)相容性4大功能(néng)，被廣泛應用(yòng)在航空、航天、艦船、兵器、核、化工、海水淡化、醫(yī)療器械、環境保護等領域，在國(guó)民(mín)經濟發展和國(guó)防工業中占有重要的地位和作(zuò)用(yòng)[1]。

為(wèi)優化钛及钛合金材料的組織和性能(néng)，熱處理(lǐ)被視為(wèi)钛材生産中的關鍵工序。钛及钛合金在熱處理(lǐ)中存在馬氏體(tǐ)相變不會引起合金顯著變化、有可(kě)能(néng)形成脆性w相、同素異構轉變難以細化晶粒、導熱性差、化學(xué)活性大、β相轉變溫度差異大、在β區(qū)加熱時β晶粒長(cháng)大傾向性大等特點[2]，钛及钛合金的熱處理(lǐ)必須結合化學(xué)成分(fēn)及曆史加工工藝進行，才能(néng)獲得所需組織和性能(néng)。選擇适宜的钛及钛合金熱處理(lǐ)标準及工藝,成為(wèi)钛及钛合金産品獲得滿足使用(yòng)用(yòng)途的組織和性能(néng)最佳匹配關系的重要環節。

1、钛及钛合金熱處理(lǐ)分(fēn)類

钛及钛合金熱處理(lǐ)主要分(fēn)為(wèi)改善組織及綜合性能(néng)的熱處理(lǐ)、表面熱處理(lǐ)和擴散熱處理(lǐ)3類，具體(tǐ)見表1。

2、钛及钛合金熱處理(lǐ)标準現狀及發展趨勢

2.1钛及钛合金熱處理(lǐ)标準現狀

我國(guó)的钛工業進程起步較晚，主要通過仿制國(guó)外材料并進行國(guó)産化建立了相應的钛及钛合金體(tǐ)系，因此對于實際應用(yòng)的钛及钛合金熱處理(lǐ)制度是在國(guó)外相關資料的基礎上，結合我國(guó)實際熱處理(lǐ)設備狀況和應用(yòng)需求逐漸摸索并确定的，之後逐步通過規範實現了钛及钛合金熱處理(lǐ)标準化的雛形。相對于钛及钛合金産品的發展，建立的钛及钛合金專用(yòng)熱處理(lǐ)标準中涉及的牌号少、覆蓋産品的應用(yòng)領域不全面，導緻钛及钛合金采用(yòng)的熱處理(lǐ)制度主要以钛及钛合金産品标準中推薦的熱處理(lǐ)制度為(wèi)主。目前我國(guó)钛及钛合金産品選用(yòng)的熱處理(lǐ)制度和依據主要為(wèi)中國(guó)國(guó)家标準、美國(guó)标準及俄羅斯标準，涉及的主要熱處理(lǐ)專用(yòng)标準見表2;典型合金的熱處理(lǐ)制度見表3;熱處理(lǐ)通用(yòng)基礎标準見表4。

美國(guó)钛及钛合金體(tǐ)系的建立，主要面向航空、航天工業，制定了專用(yòng)的钛及钛合金熱處理(lǐ)标準，對美國(guó)涉及的钛及钛合金牌号熱處理(lǐ)均包含在其熱處理(lǐ)标準内，且标準的更新(xīn)速度較快；同時配合美國(guó)宇航标準AMS等産品标準中規定的熱處理(lǐ)制度及要求,滿足了專用(yòng)及通用(yòng)钛及钛合金材料的熱處理(lǐ)需求。

俄羅斯繼承了前蘇聯建立的钛及钛合金體(tǐ)系，主要服務(wù)于航空、航天、艦船和核工業，建立的材料及熱理(lǐ)标準體(tǐ)系由于設計理(lǐ)念的差别，與美國(guó)建立的钛及钛合金熱處理(lǐ)标準體(tǐ)系有區(qū)别，主要用(yòng)于前蘇聯地區(qū)及引進俄羅斯钛及钛合金體(tǐ)系的國(guó)家。在産品标準中一般不涉及單獨的熱處理(lǐ)制度，建立的钛及钛合金熱處理(lǐ)體(tǐ)系完整、通用(yòng)性強;工藝過程具體(tǐ)、操作(zuò)性好;原理(lǐ)與工藝實踐并重[6]。

日本钛及钛合金體(tǐ)系主要服務(wù)民(mín)用(yòng)市場，如化工、建材等領域，體(tǐ)系獨特性明顯，以耐蝕性材料為(wèi)主，多(duō)為(wèi)純钛和低合金化钛合金。熱處理(lǐ)标準多(duō)為(wèi)企業内部制定，與钛及钛合金加工材體(tǐ)系相配套。

2.2 钛及钛合金熱處理(lǐ)标準體(tǐ)系發展趨勢

钛及钛合金熱處理(lǐ)标準是嚴格生産工藝條件的技(jì )術文(wén)件，是實現熱處理(lǐ)生産全面管理(lǐ)的有力措施。世界各主要钛生産國(guó)熱處理(lǐ)标準的制修訂均有以下發展趨勢：

1）強化钛及钛合金熱處理(lǐ)基礎标準。從熱處理(lǐ)設備、儀器儀表控溫精(jīng)度、熱處理(lǐ)介質(zhì)質(zhì)量、熱處理(lǐ)質(zhì)量檢驗、統一的熱處理(lǐ)術語、與工藝匹配且有經濟性的經驗工藝制度等角度建立完善的熱處理(lǐ)标準體(tǐ)系。

2）強調人員的技(jì )術水平，制定相應的人員資質(zhì)認定标準。

3）注重管理(lǐ)水平。依據連續的熱處理(lǐ)質(zhì)量管理(lǐ)數據（如溫度、硬度、廢品率統計記錄等）評定現有的管理(lǐ)水平是否滿足钛及钛合金熱處理(lǐ)要求。

3、存在問題

随着航空、航天、化工等行業用(yòng)钛量急劇攀升，國(guó)内钛加工材生産商已将钛及钛合金熱處理(lǐ)作(zuò)為(wèi)産品質(zhì)量控制重點，但還存在很(hěn)多(duō)問題。

1）熱處理(lǐ)設備制造水平與發達國(guó)家相比有較大差距，對钛及钛合金熱處理(lǐ)質(zhì)量整體(tǐ)提升造成阻礙。

2）先進熱處理(lǐ)工藝（如表面熱處理(lǐ)工藝等）的普及程度較低，無相關标準支撐，導緻關鍵钛零件的使用(yòng)壽命和可(kě)靠性不穩定。

3）與钛及钛合金熱處理(lǐ)配套的技(jì )術、管理(lǐ)标準還有待完善。

4）國(guó)内钛及钛合金熱處理(lǐ)專用(yòng)标準包含的牌号少，更新(xīn)速度慢，且無法覆蓋産品标準中的熱處理(lǐ)制度及種類,需要進一步整合資源，提升标準的适用(yòng)性及通用(yòng)性。

5）我國(guó)钛及钛合金多(duō)由國(guó)外引進或仿制，欠缺對熱處理(lǐ)與工藝匹配基礎性研究；同時我國(guó)工業級海綿钛有追逐低雜質(zhì)含量趨勢，導緻近十年來部分(fēn)純钛加工産品為(wèi)符合産品标準的性能(néng),熱處理(lǐ)制度逐步在突破早期的經驗溫度範圍。

4、展望

我國(guó)現已建立的钛及钛合金熱處理(lǐ)專用(yòng)标準和通用(yòng)性基礎标準，使钛及钛合金熱處理(lǐ)實行全面質(zhì)量管理(lǐ)有章可(kě)循，為(wèi)熱處理(lǐ)質(zhì)量達到國(guó)際水平奠定了基礎。

但還存在钛及钛合金熱處理(lǐ)基礎性研究欠缺、從事标準化人員少、标準更新(xīn)周期長(cháng)、熱處理(lǐ)質(zhì)量檢測手段不夠完善等困難，未來還需開展以下工作(zuò)：

1）加強钛及钛合金熱處理(lǐ)對材料組織、性能(néng)等影響的基礎性研究。

2）加速采用(yòng)國(guó)際标準和國(guó)外先進标準。及時修訂标齡過長(cháng)的钛及钛合金熱處理(lǐ)标準，适應市場的需求。

3）強化熱處理(lǐ)基礎标準的貫徹實施，促進以生産、安(ān)全、環境、衛生、質(zhì)量為(wèi)一體(tǐ)的钛及钛合金熱處理(lǐ)标準體(tǐ)系建立。

4）進一步做好标準宣貫工作(zuò)，培訓更多(duō)的熱處理(lǐ)标準化工作(zuò)人員，促進行業的發展。

參考文(wén)獻：

[1]劉奇先，劉楊，高凱.钛合金的研究進展與應用(yòng)[J].航天制造技(jì )術，2011(4):45-55.

LiuQixian,LiuYang,GaoKai.Researchprogressandapplicationoftitaniumalloys[Jj.AerospaceManufacturingTechnology,2011(4)：45-55.

[2]趙永慶，洪權，葛鵬.钛及钛合金金相圖譜[M].長(cháng)沙：中南大學(xué)出版社，2011.

[3]GB/T6611—2008,钛及钛合金術語和金相圖譜[S].

[4]HB/Z137—2014,钛及钛合金熱處理(lǐ)[S].

[5]張小(xiǎo)明•钛的熱處理(lǐ)[J]•稀有金屬快報，2005,24(6):4142.

[6]袁文(wén)明.俄羅斯航空熱處理(lǐ)标準體(tǐ)系分(fēn)析[J].航空标準化與質(zhì)量，2010(5):15-18.