[發(fā)明專利]一種Ti555211鈦合金的分級熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110749307.1
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113416907B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高玉社;陳彪;薛祥義;晏琪;唐斌;寇宏超;李金山
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D1/26;C21D1/78
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明公開了一種Ti555211鈦合金的分級熱處理方法，包括如下步驟：精準(zhǔn)固溶處理：對Ti555211鈦合金進(jìn)行精準(zhǔn)固溶處理，固溶溫度為所述Ti555211鈦合金β相轉(zhuǎn)變溫度附近875～900℃，固溶處理時(shí)間為20～90min；短時(shí)中溫退火：中溫退火溫度為700～850℃，退火時(shí)間為20～60min；梯度時(shí)效處理：第一級時(shí)效處理：第一級時(shí)效溫度為500～600℃，第一級時(shí)效時(shí)間為30～3600min；第二級時(shí)效處理：第二級時(shí)效溫度為300～400℃，第二級時(shí)效時(shí)間為30～6000min。本發(fā)明不僅改善了Ti555211鈦合金的內(nèi)部組織的均勻性和穩(wěn)定性，消除熱處理過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，而且在微觀組織上可以細(xì)化二次析出相，引入位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，在提高鈦合金強(qiáng)度、斷裂韌性的同時(shí)維持較好的塑性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金的熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Ti555211鈦合金的分級熱處理方法。

背景技術(shù)

Ti555211鈦合金是一種具有復(fù)雜微觀組織結(jié)構(gòu)的新型β鈦合金。β鈦合金具有比強(qiáng)度高、彈性模量低、耐腐蝕性、焊接性能好、冷成型性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在多領(lǐng)域具有較高的使用價(jià)值，是α型合金和α+β型合金無法替代的。

β鈦合金因其優(yōu)越的力學(xué)性能，常被用來作為結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。然而，隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，對其斷裂韌性和強(qiáng)塑性提出了更高的要求。尤其在斷裂韌性和強(qiáng)塑性方面提出來了更高的要求。

傳統(tǒng)的鈦合金熱處理工藝可以通過改變材料的組織形態(tài)、種類、大小及體積分?jǐn)?shù)等，在一定程度上可以使材料獲得預(yù)期的組織和性能。例如，申請?zhí)枮?01410136849.1的專利提出了一種TC18鈦合金的熱處理方法。本發(fā)明方法首先將TC18鈦合金在Tβ-60℃～Tβ-100℃(Tβ為合金β相轉(zhuǎn)變溫度)保溫2～8h后，采取空冷或水冷冷卻至室溫；然后將合金在540～600℃時(shí)效4～12h，空冷冷卻至室溫，該方法解決了雙重退火工藝存在合金強(qiáng)度較低的問題，但是固溶-時(shí)效工藝，難以使合金在高強(qiáng)度下，保持良好的塑性和斷裂韌性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種Ti555211鈦合金的分級熱處理方法，從而有效改善Ti555211鈦合金的組織均勻性和穩(wěn)定性，提升合金的斷裂韌性和強(qiáng)度，同時(shí)保留較好的塑性。

本發(fā)明具體是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

提供一種Ti555211鈦合金的分級熱處理方法，包括如下步驟：

步驟一：精準(zhǔn)固溶處理：對Ti555211鈦合金進(jìn)行精準(zhǔn)固溶處理，固溶溫度為所述Ti555211鈦合金β相轉(zhuǎn)變溫度附近875～900℃，固溶處理時(shí)間為20～90min；

步驟二：短時(shí)中溫退火：中溫退火溫度為700～850℃，退火時(shí)間為20～60min；

步驟三：梯度時(shí)效處理：第一級時(shí)效處理：第一級時(shí)效溫度為500～600℃，第一級時(shí)效時(shí)間為30～3600min；第二級時(shí)效處理：第二級時(shí)效溫度為300～400℃，第二級時(shí)效時(shí)間為30～6000min。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述精準(zhǔn)固溶處理步驟中的冷卻方式為水冷。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述短時(shí)中溫退火步驟中的冷卻方式為空冷。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述第一級時(shí)效處理步驟中的冷卻方式為空冷。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述第二級時(shí)效處理步驟中的冷卻方式為空冷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：