[發(fā)明專利]一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法

有效

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• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101914740A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪沛彤;韓明臣;潘志強;張英明;陳杜娟;田園;鄭翠萍;朱梅生;董亞軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種亞穩(wěn)定β型鈦合金帶材的熱處理方法，尤其是涉及一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法。

背景技術(shù)

TB2鈦合金帶材制作的星箭解鎖裝置是衛(wèi)星在飛行過程中的一個重要部件，它不僅要求帶材具有很高的強度和塑性，而且要求帶材具有良好的彈性模量，1984年在我國通訊衛(wèi)星上試用成功。近年來，隨著我國航空、航天、通訊事業(yè)等的迅猛發(fā)展，TB2鈦合金帶材的需求日趨旺盛，使用要求帶材厚度一般為0.4～0.9mm，力學(xué)性能為強度大于或等于1230MPa，延伸率大于或等于10％，彈性模量大于或等于105GPa；同時對合金的線膨脹系數(shù)以及100℃與-60℃溫度條件下的拉伸性能、室溫下的冷彎性能等均有一定的要求。但由于TB2合金成分復(fù)雜、合金的組織及性能對工藝因素十分敏感，特別是帶材產(chǎn)品，加工工藝參數(shù)以及最終的熱處理技術(shù)對其性能及質(zhì)量的影響非常大，采用傳統(tǒng)的熱處理工藝技術(shù)很難滿足TB2鈦合金帶材高強、高韌與高模量的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，其設(shè)計合理、熱處理方法簡單、操作簡便且熱處理效果好，處理后所獲得鈦合金帶材的力學(xué)性能大幅提高，能有效解決傳統(tǒng)熱處理工藝所存在的很難滿足TB2鈦合金帶材高強、高韌與高模量等使用要求的實際問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、第一階段熱處理：采用真空熱處理爐對被處理鈦合金帶材進(jìn)行第一階段熱處理，所述真空熱處理爐內(nèi)的真空度不小于10^-3Pa，加熱溫度為780℃～820℃，保溫時間為10min～20min，且保溫結(jié)束后立即對被處理鈦合金帶材進(jìn)行真空氣淬冷卻并冷卻至室溫；所述被處理鈦合金帶材為TB2鈦合金帶材且其厚度為0.2mm～0.9mm；

步驟二、第二階段熱處理：采用真空熱處理爐對經(jīng)第一階段熱處理后的鈦合金帶材進(jìn)行第二階段熱處理，所述真空熱處理爐內(nèi)的真空度不小于10^-3Pa，加熱溫度為460℃～540℃，保溫時間為6h～10h，且保溫結(jié)束后將鈦合金帶材隨爐冷卻至室溫。

上述一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，其特征是：步驟一中所述真空熱處理爐為真空氣淬熱處理爐。

上述一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，其特征是：步驟一中所述的對被處理鈦合金帶材進(jìn)行真空氣淬冷卻時，分兩個階段進(jìn)行冷卻：首先，以不大于10⁵Pa的充氣壓力向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，并將被處理鈦合金帶材快速冷卻至100℃～200℃；之后，對氬氣的充氣壓力進(jìn)行調(diào)整且以不大于10³Pa的充氣壓力繼續(xù)向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，并將被處理鈦合金帶材繼續(xù)冷卻至室溫。

上述一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，其特征是：步驟一中所述TB2鈦合金帶材的厚度為0.4mm～0.9mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、設(shè)計合理、熱處理步驟簡單且投入成本低、易于控制。

2、操作簡便且實現(xiàn)方便，只需分兩個階段對被處理鈦合金帶材進(jìn)行熱處理即可，具體而言：第一階段熱處理時，加熱溫度為780℃～820℃且保溫時間為10min～20min，且保溫結(jié)束后采用真空氣淬方式冷卻至室溫；第二階段熱處理時，加熱溫度為460℃～540℃且保溫時間為6h～10h，且保溫結(jié)束后采用真空爐冷方法冷卻至室溫。

3、熱處理效果好，處理后所獲得鈦合金帶材的力學(xué)性能大幅提高，其抗拉強度R_m≥1230MPa，延伸率A≥10％，彈性模量E≥105GPa，能完全滿足我國航空、航天裝置的使用要求。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計合理、熱處理方法簡單、操作簡便且熱處理效果好，處理后所獲得鈦合金帶材的力學(xué)性能大幅提高，能有效解決傳統(tǒng)熱處理工藝所存在的很難滿足TB2鈦合金帶材高強、高韌與高模量等使用要求的實際問題。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的熱處理方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示的一種提高鈦合金帶材力學(xué)性能的熱處理方法，包括以下步驟：