[發明專利]高純TA1鈦材獲得超細晶粒的方法

有效

• 申請號: 202211226094.5
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115522151B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 王能為;蔣思凡;姜玉琪
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D9/00;B21B3/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅明理

本發明公開的是鈦合金制造技術領域的一種高純TA1鈦材獲得超細晶粒的方法，包括以下步驟：對高純TA1鈦材進行防氧化處理；對經過防氧化處理的高純TA1鈦材進行固溶處理，固溶溫度為920℃，保溫2h，水中快冷；對經過固溶處理的高純TA1鈦材進行多道次的軋制，使其產生冷變形，軋制的形變量控制為0?90％；將軋制后的高純TA1鈦材在500?600℃下保溫，進行再結晶處理。本發明通過多道次的軋制使鈦材晶粒被逐漸拉長、破碎，等軸晶粒變成纖維狀，晶粒變得細長，然后通過再結晶的方式使晶粒重新形核成為細小的等軸晶粒，從而得到超細晶粒的高純TA1鈦材，整個工藝過程操作簡單，易于實現，可大大提高鈦的綜合使用性能。

技術領域

本發明涉及鈦及鈦合金制造技術領域，尤其涉及一種高純TA1鈦材獲得超細晶粒的方法。

背景技術

工業純鈦合金TA1屬于α型鈦合金，具有高強度，低密度、優良的耐腐蝕性和韌性，塑性很好，易于加工成型和焊接等優點。TA1鈦合金廣泛用于機械設備換熱器，高爾夫球、醫療器械等方面。另外，由于鈦及鈦合金的密度較小，制造出來的汽車部件具有更小的質量，目前廣泛使用在汽車發動機的制造上，它不光可以延長產品使用的年限和提高燃燒效率，同時還可減少噪音。

鈦及其合金組織的微細化，能夠極大提高鈦材的機械性能和加工工藝性能。而控制晶粒大小，細化晶粒可實現鈦及其合金組織微細化。目前采用較多的方式是通過加入細化劑來細化TA1材的晶粒，當細化劑通過某種途徑加入鈦液中，其中的鈦基體會被溶解，金屬間化合物粒子則會被釋放到熔體中，這些粒子相當于變質劑，促進了形核，引起形核數量的變化，進而導致金相組織微細化。該細化晶粒的方式存在的主要缺點是控制難度較大，對鈦基體組分要求較高，特別是鈦合金產品，某些元素的相互作用會增強或減弱晶粒細化的效果。除此之外，也有通過在熱軋或鍛造過程中通過控制變形量來碾碎原有組織，從而達到機械細化效果，或者在熱處理過程中通過控制加熱和冷卻參數使材料內部進行重新形核和晶核長大，從而達到細化晶粒的目的。

雖然細化晶粒的方式有很多，但對于不同的產品通常需要采用不同的細化方式。對于鈦板材或鈦卷產品，其制備過程本身需要進行多道次的軋制，因此目前主要靠機械細化晶粒。通過機械細化，通?？蓪⒕ЯＡ綇纳习傥⒚准毣綆资⒚?，但對于強度要求更高的產品，通常需要使晶粒細化到十微米以下，這僅僅靠機械細化是達不到的。

發明內容

為克服現有鈦晶粒細化方式存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種可進一步細化高純鈦材TA1晶粒的高純TA1鈦材獲得超細晶粒的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

高純TA1鈦材獲得超細晶粒的方法，包括以下步驟：

a、對高純TA1鈦材進行防氧化處理；

b、對經過防氧化處理的高純TA1鈦材進行固溶處理，固溶溫度為920℃，保溫2h，水中快冷；

c、對經過固溶處理的高純TA1鈦材進行多道次的軋制，使其產生冷變形，軋制的形變量控制為0-90％；

d、將軋制后的高純TA1鈦材在500-600℃下保溫，進行再結晶處理。

進一步的是，所述高純TA1鈦材的組分中Ti的質量百分比不低于99％。

進一步的是，步驟a中通過在高純TA1鈦材表面涂抹高溫防氧化涂料進行防氧化處理。

進一步的是，在涂抹高溫防氧化涂料之前，先將高純TA1鈦材放入干燥箱預熱至110℃，然后趁熱迅速在其表面均勻涂抹高溫涂料，最后再送入干燥箱中進行保溫干燥，直到高溫涂料完全凝固。

進一步的是，在步驟c中，總共進行16道次軋制，依次累計軋制變形量為：軋制2道次后變形量20％，軋制4道次后變形量40％，軋制8道次后變形量60％，軋制12道次后變形量80％，軋制16道次后變形量90％。