[發明專利]一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板及其制備方法

有效

• 申請號: 202210654861.6
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115058672B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 方虹懿;張子鵬;李勇;李小強
• 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;C21D9/46;B23P15/00;B32B15/01
• 代理公司: 北京天匯航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11987
• 代理人: 陳陳數

1.一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，包括：

S1，通過初步軋制和包覆疊軋，將鍛造坯料轉變為晶粒尺寸小于2μm的超細晶的鈦合金板；

其中，所述初步軋制的步驟，具體包括：

S11，將所述鍛造坯料加熱到β相轉變溫度以上100℃~120℃，并進行一次軋制，變形量為80%~90%；

S12，將所述鍛造坯料加熱到β相轉變溫度以下40℃~60℃、馬氏體轉變溫度以上，進行二次軋制，變形量為50%~70%；

S13，對軋制后的所述軋制板坯進行裁切，再次加熱到β相轉變溫度以上80℃~120℃，在保溫后進行水淬，以使β晶轉化為晶粒尺寸小于1μm的α′針狀馬氏體；

S2，表面處理，采用預設規則通過碾壓頭對所述鈦合金板表面均勻碾壓，且下壓力隨碾壓道次數逐漸增加，以將所述鈦合金板表面的超細晶轉變為納米晶。

2.根據權利要求1所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，所述包覆疊軋的步驟，具體包括：

S14，將多個軋制板坯堆疊在一起，并用低碳鋼套將其包覆其中，然后加熱到β相轉變溫度以下120℃~140℃，進行一次疊軋；

S15，解開鋼套對所述軋制板坯進行裁切，再將多個所述軋制板坯堆疊在一起，并用低碳鋼套將其包覆其中，然后加熱到β相轉變溫度以下170℃~190℃，進行二次疊軋，然后解開鋼套得到熱態鈦板；

其中，所述一次疊軋和所述二次疊軋的變形量均為60%~70%。

3.根據權利要求2所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，所述一次疊軋和所述二次疊軋均采用多道次的往復軋制，且二者往復軋制的方向不相同。

4.根據權利要求3所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，在所述表面處理的步驟之前，還包括：

S16，對所述熱態鈦板進行退火處理，得到具有超細晶的鈦合金薄板；

其中，所述退火處理的溫度范圍為650℃~750℃。

5.根據權利要求1所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，所述的采用預設規則通過碾壓頭對所述鈦合金板表面均勻碾軋的步驟，具體包括：

S21，將所述鈦合金板固定至帶有碾壓工裝的所述數控機床；

S22，根據所述鈦合金板的強度和厚度，對所述碾壓頭的尺寸進行選擇，并固定至所述數控機床輸出端；

S23，所述數控機床驅動所述碾壓頭采用預設規則對所述鈦合金板進行表面碾壓處理。

6.根據權利要求1所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法，其特征在于，所述預設規則為：所述碾壓頭的行間距為0.05mm~0.3mm、下壓力度值為50N~320N以及碾壓道次為3道次~6道次。

7.一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的一種表面納米化的大規格超細晶鈦合金薄板制備方法制成；

其中，所述鈦合金板的表面為納米晶，且芯部為超細晶。