[發(fā)明專利]一種新型鈦合金的熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310670435.2
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN104694863A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 張創(chuàng);譚海波;秦衛(wèi)東;孫向波;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發(fā)明涉及一種新型鈦合金的熱處理技術領域，特別是涉及Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr合金的熱處理技術領域。?

背景技術

鈦合金因具有比強度高、耐腐蝕性強等優(yōu)點，近年來已被廣泛應用于航空、航天領域，迅速發(fā)展成為具有強大生命力的新型關鍵結構材料，具有非常重要的應用價值和廣闊的應用前景。鈦合金在飛機上使用可以減輕質(zhì)量，提高結構效率，降低飛行成本，因此，鈦合金在飛機的某些部位逐漸替代了鋼、鋁合金和鎳基高溫合金，成為航空工業(yè)大型結構件的理想材料。Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr鈦合金是一種新型β型鈦合金，其名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr（以下簡稱Ti55531）。這種新型鈦合金具有良好的斷裂韌性和高強度匹配特性，比較適用于機翼和發(fā)動機掛架之間連接裝置的制造。為了滿足我國航空業(yè)的需求，研制Ti55531合金的熱處理工藝方法對合金的性能的影響至關重要。?

Ti55531合金傳統(tǒng)的熱處理的工藝方法是β退火+時效：β退火：在β相變點以上20-60℃，保溫至少1個小時，爐冷至650-800℃，保溫1-4小時，空冷；時效：在500-670℃，保溫至少4小時，空冷。?

采用該熱處理制度進行熱處理后，抗拉強度和屈服強度均在1200Mpa左右，而合金的延伸率卻只有4%左右，一次合格率較低，不能滿足客戶的需求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：新型鈦合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr采用傳統(tǒng)的熱處理方法處理后，鍛件的抗拉強度、屈服強度和延伸率一次合格率較低，既不能滿足客戶的需求，又造成材料和能源的浪費。?

本發(fā)明的技術方案是：?

一種新型鈦合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr的熱處理工藝方法，其特征在于，采用等溫退火的熱處理工藝，包括如下步驟，?

步驟1將鍛件放入爐內(nèi)，加熱爐升溫至750-850℃，保溫時間為：H×1.2分鐘，其中H為鍛件最大截面的最小厚度，單位為mm；?

步驟2升溫至β相變點以上10℃至40℃，保溫時間為：H×0.6+60分鐘，?其中H為鍛件最大截面的最小厚度，單位為mm；?

步驟3爐冷，控制爐冷速率，保證在1到3小時內(nèi)冷卻到600-650℃；?

步驟4在600-650℃下，保溫時間為：H×1.2+360分鐘，其中H為鍛件最大截面的最小厚度，單位為mm；?

步驟5鍛件出爐空冷，完成熱處理工藝。?

本發(fā)明的有益效果是：通過調(diào)整熱處理過程中的工藝參數(shù)，采用等溫退火的方法代替β退火+時效的熱處理工藝方法，控制爐冷速率，從而保證了Ti55531合金的一次合格率。與原來的熱處理工藝方法相比，節(jié)約了大概40%的能源。?

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明：?

某Ti55531鈦合金實驗件，要求性能達到如下表1指標：?

σ_b（Mpa） σ_0.2（Mpa） δ（%） ψ（%） KⅠC ≥1080 ≥965 ≥6 實測 ≥65

表1?

鍛件的尺寸：1000×500×100（mm），有效厚度100mm。?