[發明專利]鈦合金構件及用于鈦合金構件的熱處理方法

有效

• 申請號: 202110551727.9
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113481448B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 冉先喆;李安;蘇磊;程序;王玉岱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D1/30;C21D9/50
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種用于鈦合金構件的熱處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

選取TC11鈦合金基材，并利用電子束焊接工藝制作焊接接頭；其中，所述鈦合金基材的截面厚度≥100mm；

對所述焊接接頭進行第一次去應力退火；所述第一次去應力退火的工藝條件為：升溫至600~750℃，保溫2~4h后空冷；

對第一次去應力退火處理后的所述焊接接頭進行固溶處理；所述固溶處理的工藝條件為：升溫至950~980℃，保溫0.5~1h后空冷；

將完成所述固溶處理后的所述焊接接頭在靠近焊接區域的表面進行激光熔化沉積，得到構件；所述激光熔化沉積所采用的原料為粒度70~250μm的鈦合金預合金粉末，所述鈦合金預合金粉末的化學組成與所述TC11鈦合金基材一致；

將所述構件進行第二次去應力退火；所述第二次去應力退火的工藝條件均為：升溫至600~750℃，保溫2~4h后空冷；

對第二次去應力退火處理后的所述構件依次進行第一次退火熱處理以及第二次退火熱處理；其中，

所述第一次退火熱處理的工藝條件為：加熱至850~1010℃，保溫1~4h后空冷；

所述第二次退火熱處理的工藝條件為：加熱至530~650℃，保溫4~6h后空冷。

2.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，所述固溶處理的升溫速率為10~20℃/min，冷卻速率為30~40℃/min。

3.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，所述第一次去應力退火和所述第二次去應力退火中的升溫速率均為20~30℃/min，冷卻速率均為30~40℃/min。

4.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，所述第一次退火熱處理和所述第二次退火熱處理中的升溫速率均為10~20℃/min，冷卻速率均為30~40℃/min。

5.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，所述電子束焊接在真空環境下進行，且焊接腔內工作壓強≤6.7×10^-2Pa。

6.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，所述激光熔化沉積的工藝條件為：惰性氣氛下，功率為4~6kW，掃描速率為600~1000mm/min，激光光斑直徑為5~8mm。

7.根據權利要求6所述的熱處理方法，其特征在于，所述惰性氣氛為氬氣氣氛，且氧含量≤50ppm。

8.一種鈦合金構件，其特征在于，所述鈦合金構件采用權利要求1-7任一項所述的熱處理方法制作得到，其中：

所述鈦合金構件的抗拉強度≥1030MPa，屈服強度≥885MPa，斷后延伸率≥8%，面縮率≥23%。