Die Phasenumwandlung von Titanlegierungen ist die Grundlage der Wärmebehandlung von Titanlegierungen, um die Leistung von Titanlegierungen zu verbessern, zusätzlich zur Verwendung angemessener Legierungen, aber auch mit der entsprechenden Wärmebehandlung, um dies zu erreichen. Die Wärmebehandlung von Titanlegierungen ist vielfältiger und umfasst häufig Glühbehandlung, Alterungsbehandlung, Verformungswärmebehandlung und chemische Wärmebehandlung.
(1) Spannungsarmglühen. Um das Gießen, die Kaltverformung und das Schweißen sowie andere bei der Eigenspannung erzeugte Prozesse zu eliminieren, kann das Spannungsarmglühen eingesetzt werden. Die Temperatur des Spannungsarmglühens sollte niedriger sein als die Rekristallisationstemperatur, im Allgemeinen 450–650 Grad. Die erforderliche Zeit hängt von der Querschnittsgröße des Werkstücks, der Verarbeitungshistorie und dem Grad der erforderlichen Spannungsarmglühung ab.
(2) Normales Glühen. Sein Zweck besteht darin, Halbzeuge aus Titanlegierungen herzustellen, die die Grundspannung eliminieren, eine hohe Festigkeit aufweisen und die Anforderungen der technischen Bedingungen der Plastizität erfüllen. Die Glühtemperatur ist im Allgemeinen mit der Rekristallisationstemperatur vergleichbar oder liegt etwas darunter. Dieser Glühprozess wird im Allgemeinen verwendet, wenn metallurgische Produkte aus der Fabrik versandt werden, daher kann er auch als Fabrikglühen bezeichnet werden.
(3) Vollständiges Glühen. Der Zweck besteht darin, die Kaltverfestigung vollständig zu beseitigen, die Organisation zu stabilisieren und die Plastizität zu verbessern. Bei diesem Prozess handelt es sich hauptsächlich um Rekristallisation, daher wird er auch als Rekristallisationsglühen bezeichnet. Die Glühtemperatur liegt vorzugsweise zwischen der Rekristallisationstemperatur und der Phasenumwandlungstemperatur. Bei Überschreiten der Phasenumwandlungstemperatur kommt es zur Bildung von Weiss-Gewebe und zur Verschlechterung der Legierungseigenschaften. Bei einer Vielzahl unterschiedlicher Arten von Titanlegierungen sind die Art des Glühens, die Temperatur und die Kühlung unterschiedlich.
(4) Doppeltes Glühen. Um die Plastizität der Legierung, Bruchzähigkeit und stabile Organisation zu verbessern, kann Doppelglühen eingesetzt werden. Die Organisation der geglühten Legierung ist gleichmäßiger und nähert sich dem Gleichgewichtszustand. Hitzebeständige Titanlegierungen, um die Stabilität der Organisation und Eigenschaften bei hohen Temperaturen und unter Langzeitbeanspruchung zu gewährleisten, werden häufig solche Glühverfahren eingesetzt. Beim Doppelglühen handelt es sich um eine doppelte Erwärmung und Luftkühlung der Legierung. Die erste Hochtemperatur-Glühtemperatur liegt über oder nahe der Endtemperatur der Rekristallisation, so dass die Rekristallisation vollständig durchgeführt wird, das Korn jedoch nicht wesentlich wächst und der Volumenanteil der ap-Phase gesteuert wird. Nach der Luftkühlung ist die Organisation nicht stabil genug, was ein zweites Glühen bei niedriger Temperatur erfordert, wobei die Glühtemperatur unter der Rekristallisationstemperatur liegt und die Isolierung über einen längeren Zeitraum erfolgt, so dass beim Hochtemperaturglühen die substabile Phase zersetzt wird.
(5) Isothermes Glühen. Durch isothermes Glühen kann die beste Plastizität und thermische Stabilität erzielt werden. Diese Art des Glühens eignet sich für zweiphasige Titanlegierungen mit hohem Gehalt an stabilen Elementen. Beim isothermen Glühen wird eine abgestufte Abkühlungsmethode angewendet, d. h. nach dem Erhitzen auf über die Rekristallisationstemperatur und dem Halten wird es sofort in einen anderen Ofen mit niedrigerer Temperatur (im Allgemeinen 600-650 Grad) überführt und dann an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt.
