[發明專利]一種預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法

有效

• 申請號: 202210099026.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114480993B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 樊曉光;王俐;姜雪琦;詹梅;王志軍;陳強;舒大禹
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D8/06;B21J5/00
• 代理公司: 西安杜諾匠心專利代理事務所(普通合伙) 61272
• 代理人: 蘇雪雪

1.一種預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，熱處理制備片層組織：將鈦合金棒料放入真空熱處理爐中，隨爐升溫至相變點以上40～60℃并保溫50～90min，待保溫結束后隨爐冷卻至相變點以下60～90℃，繼續保溫40～60min，二次保溫結束后，隨爐冷卻至室溫取出鈦合金棒料，得到微觀組織為片層組織的鈦合金棒料；

S2，精鍛預處理調整片層取向：將得到的微觀組織為片層組織的鈦合金棒料放于箱式爐中加熱到相變點以下50～60℃并保溫90～100min，待保溫結束后迅速將鈦合金棒料轉移至精鍛機上進行多次旋轉快鍛處理，鍛造結束后空冷處理，得到經過預處理的鈦合金棒料；

S3，換向大變形：將得到的經過預處理的鈦合金棒料以5～10℃/s的升溫速度加熱至相變點以下40～60℃并保溫5分鐘，待保溫結束后以0.01～0.05/s的應變速率對試樣進行壓縮，變形量為50～70％，變形結束后立即水冷至室溫，以完成鈦合金棒料的換向大變形。

2.根據權利要求1所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，通過步驟S1得到的微觀組織為片層組織的鈦合金棒料中β平均晶粒尺寸為275～500μm，晶界α厚度為1.5～2μm，β晶粒內部α片層厚度為0.7～1.2μm。

3.根據權利要求1所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，步驟S2中的多次旋轉快鍛處理的具體操作為：

將保溫結束后鈦合金棒料轉移至精鍛機上，轉移時間控制在10s以內；

由精鍛機對鈦合金棒料進行多次旋轉快鍛，鍛打速度為15～20mm/s，鍛打時間不超過5min，且終鍛溫度不低于相變點以下150℃。

4.根據權利要求3所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，步驟S2中的精鍛的鍛造比為1.8～2。

5.根據權利要求1所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，步驟S2之后，以及步驟S3之前還包括以下步驟：

將步驟S2中得到的經過預處理的鈦合金棒料上通過切取加工得到圓柱試樣，且切取加工時，圓柱試樣與鈦合金棒料保持相同的軸向。

6.根據權利要求5所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，所述圓柱試樣的高徑比為1.5。

7.根據權利要求6所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，將步驟S2中得到的經過預處理的鈦合金棒料上通過切取加工得到圓柱試樣具體包括：

對步驟S2中得到的經過預處理的鈦合金棒料建立三維坐標系，棒料軸向為Y，徑向分別為X和Z；

按軸向為Y，在鈦合金棒料上先切取預設厚度的餅坯，再按預設直徑切除餅坯外圍，得到圓柱試樣，該預設厚度與預設直徑之比為圓柱試樣的高徑比。

8.根據權利要求7所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，步驟S3中通過熱力模擬試驗機對圓柱試樣完成鈦合金棒料的換向大變形。

9.根據權利要求1-8任一項所述的預處理匹配換向大變形細化鈦合金微觀組織的方法，其特征在于，所述鈦合金棒料的材質為近α型鈦合金或近β型鈦合金。