CN106048485A - 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法 - Google Patents

一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106048485A
CN106048485A CN201610428500.4A CN201610428500A CN106048485A CN 106048485 A CN106048485 A CN 106048485A CN 201610428500 A CN201610428500 A CN 201610428500A CN 106048485 A CN106048485 A CN 106048485A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy plate
based alloy
temperature
processing temperature
alnb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610428500.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106048485B (zh
Inventor
宗影影
邵斌
郭斌
单德彬
徐振海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201610428500.4A priority Critical patent/CN106048485B/zh
Publication of CN106048485A publication Critical patent/CN106048485A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106048485B publication Critical patent/CN106048485B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor

Abstract

一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，本发明涉及一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法。本发明是要解决现有Ti2AlNb基合金板材在热加工过程中温度较高的问题。一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法具体是按以下步骤进行：一、将Ti2AlNb基合金板材置于热处理炉中保温后，从热处理炉中取出进行淬火，得到以B2相为基体的合金板材；二、将以B2相为基体的合金板材置于模具中保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，得到成形板材；然后连同模具继续保温，即完成降低Ti2AlNb基合金板材的热加工温度。本发明用于降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度。

Description

一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法
技术领域
本发明涉及一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法。
背景技术
随着航空航天技术的发展，飞行速度的不断提高，新型的高比强度、比刚度及优异高温性能的合金正被广泛关注，Ti2AlNb基合金具有高的比强度、比刚度以及良好的高温蠕变性能和抗氧化性能，从而成为研究热点。其中Ti-22Al-25Nb合金是第二代Ti2AlNb基合金，在兼顾以上优点的同时又增加了合金的延展性，但是其合金的正常热加工温度仍然需要达到1000℃以上，给加工生产带来了极大的困难。而合金的内部显微组织决定其外在的加工性能和使用性能，经研究合金处于α2+B2+O及α2+B2相区时，其塑性加工能力较强。其中α2+B2相区的塑性变形能力还优于α2+B2+O相区，但是其温度区间更高，在1000℃以上。所以通过热处理等工艺降低合金的热加工温度，同时保证合金拥有较高的塑性，就显得尤为重要。
发明内容
本发明是要解决现有Ti2AlNb基合金板材在热加工过程中温度较高的问题，而提供一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法。
一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法具体是按以下步骤进行：
一、将Ti2AlNb基合金板材置于温度为1015℃～1200℃的热处理炉中保温10min～30min后，从热处理炉中取出进行淬火，得到以B2相为基体的合金板材；
二、将以B2相为基体的合金板材置于模具中在温度为600℃～800℃的条件下保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，得到成形板材；然后在温度为750℃的条件下连同模具继续保温30min～60min，得到处理后的Ti2AlNb基合金板材，即完成降低Ti2AlNb基合金板材的热加工温度。
本发明的有益效果是：
本发明通过在1020℃进行热处理，将合金组织转变成为B2+α2两相组织。从而获得塑性良好的组织，使得在较低温度(750℃)短时间内保留较好的塑性，在此期间进行加工，变形抗力较低，同时在合金的加工速率较快的情况下延伸率能达到10％以上。加工完成后在模具内保温30min～60min，又恢复了合金优异的力学性能。即利用合金组织转变的时间差进行成形加工。本方法使用设备简单、成本低廉，同时能大幅度降低合金的热加工温度。同时使得高温模具材料成本降低，模具磨损降低并延长了模具的使用寿命。750℃左右时热加工的工作环境较1000℃以上时有极大改善，同时加热周期大大缩减。综合来看，通过本方法进行Ti2AlNb基合金板材热加工，能有效降低加工难度及成本，改善工作环境及生产周期。
附图说明
图1为实施例一中Ti2AlNb基合金板材温度为1020℃的热处理炉中保温15min后的显微组织图；
图2为实施例一步骤二得到的成形板材的显微组织图；
图3为实施例一步骤二中将以B2相为基体的合金板材在温度为750℃的条件下保温15min后的显微组织图；
图4为在温度为750℃的条件下时Ti2AlNb基合金板材和实施例一步骤二得到的处理后的Ti2AlNb基合金板材的应力应变对比曲线，其中1为Ti2AlNb基合金板材，2为实施例一步骤二得到的处理后的Ti2AlNb基合金板材。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法具体是按以下步骤进行：
一、将Ti2AlNb基合金板材置于温度为1015℃～1200℃的热处理炉中保温10min～30min后，从热处理炉中取出进行淬火，得到以B2相为基体的合金板材；
二、将以B2相为基体的合金板材置于模具中在温度为600℃～800℃的条件下保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，得到成形板材；然后在温度为750℃的条件下连同模具继续保温30min～60min，得到处理后的Ti2AlNb基合金板材，即完成降低Ti2AlNb基合金板材的热加工温度。
本实施方式步骤一中将板材置于1020℃热处理炉中保温15min～30min，使得合金转变为α2+B2组织，其中以B2相为基体，颗粒状α2相均匀分布于晶界处。取出立即淬火，保留1020℃时B2+α2两相组织，同时由合金的特性决定在淬火过程中不会产生类似马氏体的组织，此时的组织以塑性很好的B2相为基体。
本实施方式步骤二中将以B2相为基体的合金板材置于温度为600℃～800℃的条件下保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，使得B2+α2两相组织合金在750℃环境保温10min内时，O相只会生长于晶界处，同时颗粒状α2相较少，合金能保持较好的塑性。而时间超过10min后大量的O相及α2相快速生长，合金力学性能大幅的提升，塑性变形能力急剧下降。所以在10min以内时合金具有明显低于正常750℃加工的变形抗力，塑性变形能力较好。
本实施方式步骤二中成形后板材不取出，在750℃温度下继续保温30min～60min。是由于B2+α2两相组织塑性较好，但其使用力学性能不佳，所以在750℃长时间保温，使合金B2+α2两相组织逐渐转变成为B2+α2+O三相组织，其中α2是以细小颗粒状弥散分布，O相以针状弥散分布，使得合金成形后再次恢复优异的力学性能。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述Ti2AlNb基合金板材成分为Ti-22Al-(20～25)Nb。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述Ti2AlNb基合金板材成分为Ti-22Al-22Nb。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中置于温度为1020℃的热处理炉中。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中保温15min。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中置于温度为750℃的条件下保温3min。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述热加工的速率为0.001/s～0.1/s。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中所述热加工时间为5min。其他与具体实施方式一至七之一相同。
采用以下实施例验证本发明有益效果：
实施例一：本实施例一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法具体是按以下步骤进行：
一、将Ti2AlNb基合金板材置于温度为1020℃的热处理炉中保温15min后，从热处理炉中取出进行淬火，得到以B2相为基体的合金板材；
二、将以B2相为基体的合金板材置于模具中在温度为750℃的条件下保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，得到成形板材；然后在温度为750℃的条件下连同继续保温30min～60min，得到处理后的Ti2AlNb基合金板材，即完成降低Ti2AlNb基合金板材的热加工温度。
图1为实施例一中Ti2AlNb基合金板材温度为1020℃的热处理炉中保温15min后的显微组织图；从图中可以看出基体为B2相，部分B2相晶界处分布着颗粒状α2相。合金处于两相区，基体B2相的塑性非常好，同时B2相的含量非常高，直接导致合金的塑性变形能力非常好。颗粒状的α2相分布于晶界，能钉扎晶界，阻止晶粒的长大，在合金变形过程中能够起到强化作用。使得合金的加工硬化效果明显，在变形过程中合金就不会产生明显颈缩，影响合金的延伸率。综合来看这种组织时合金的塑性变形能力最佳。
图2为实施例一步骤二得到的成形板材的显微组织图；从图中可以看出在没有颗粒状α2相析出的晶界处均匀的生长出了条状O相。O相强度也是显著高于B2相，即塑性较差，它的产生对于合金的塑性是不利的。但是当合金中O相少量析出且沿晶界处析出时就产生了类似于颗粒状α2相的强化作用，不仅不会对合金的塑性产生不利影响，反而会增加合金的延伸率。
图3为实施例一步骤二中将以B2相为基体的合金板材在温度为750℃的条件下保温15min后的显微组织图；从图中可以看出大量的O相生长，在晶界及晶内都有分布，由于O相的强韧特点，它含量的急剧增加导致了合金的变形抗力的急剧增加，同时使得合金的延伸率下降，合金整体的塑性变形能力下降。
图4为在温度为750℃的条件下时Ti2AlNb基合金板材和实施例一步骤二得到的处理后的Ti2AlNb基合金板材的应力应变对比曲线，其中1为Ti2AlNb基合金板材，2为实施例一步骤二得到的处理后的Ti2AlNb基合金板材；从曲线中可以明显看出经本方法处理的合金变形抗力下降近200MPa，最主要的是经本方法处理后在750℃拉伸时合金已经为韧性变形，而原始合金还未达到屈服过程就已经发生脆性断裂。所以本方法可以显著降低合金的热加工温度，使得合金在750℃可加工。

Claims (8)

1.一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法具体是按以下步骤进行：
一、将Ti2AlNb基合金板材置于温度为1015℃～1200℃的热处理炉中保温10min～30min后，从热处理炉中取出进行淬火，得到以B2相为基体的合金板材；
二、将以B2相为基体的合金板材置于模具中在温度为600℃～800℃的条件下保温3min，然后进行热加工，热加工时间不超过7min，得到成形板材；然后在温度为750℃的条件下连同模具继续保温30min～60min，得到处理后的Ti2AlNb基合金板材，即完成降低Ti2AlNb基合金板材的热加工温度。
2.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤一中所述Ti2AlNb基合金板材成分为Ti-22Al-(20～25)Nb。
3.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤一中所述Ti2AlNb基合金板材成分为Ti-22Al-22Nb。
4.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤一中置于温度为1020℃的热处理炉中。
5.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤一中保温15min。
6.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤二中置于温度为750℃的条件下保温3min。
7.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤二中所述热加工的速率为0.001/s～0.1/s。
8.根据权利要求1所述的一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法，其特征在于步骤二中所述热加工时间为5min。
CN201610428500.4A 2016-06-15 2016-06-15 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法 Active CN106048485B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610428500.4A CN106048485B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610428500.4A CN106048485B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106048485A true CN106048485A (zh) 2016-10-26
CN106048485B CN106048485B (zh) 2018-03-30

Family

ID=57168259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610428500.4A Active CN106048485B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106048485B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106917023A (zh) * 2017-03-21 2017-07-04 西安交通大学 一种力学性能优良的金属材料及其制备方法
CN109207944A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 深圳先进技术研究院 一种具有含钛化合物涂层的剪线钳及其制备方法
CN111607751A (zh) * 2020-06-09 2020-09-01 无锡派克新材料科技股份有限公司 一种Ti2AlNb合金改锻方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴波等: "《Ti2AlNb基合金热处理中的相结构与相变预测》", 《材料热处理学报》 *
沈军等: "《Ti2AlNb基合金微观组织调制及热成形研究进展》", 《金属学报》 *
王斌等: "《固溶温度对Ti2AlNb基合金组织演变的影响》", 《航空材料学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106917023A (zh) * 2017-03-21 2017-07-04 西安交通大学 一种力学性能优良的金属材料及其制备方法
CN106917023B (zh) * 2017-03-21 2019-05-24 西安交通大学 一种力学性能优良的金属材料及其制备方法
CN109207944A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 深圳先进技术研究院 一种具有含钛化合物涂层的剪线钳及其制备方法
CN111607751A (zh) * 2020-06-09 2020-09-01 无锡派克新材料科技股份有限公司 一种Ti2AlNb合金改锻方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106048485B (zh) 2018-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105274437A (zh) 一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺
CN106702295B (zh) 一种改善gh4698盘锻件组织及高温光滑疲劳性能的方法
CN104046915A (zh) 大截面压铸用高性能热作模具钢及其制备工艺
CN102439191A (zh) 生产基于镍的高温合金的部件的方法、及由此而得的部件
CN109136765A (zh) 一种热作模具钢及其制备方法
CN105063291A (zh) 一种提高13Cr9Mo2Co1NiVNbNB锻件冲击性能的热处理方法
CN112322867B (zh) 提高核电用Cr-Ni-Mo材质大型锻件综合机械性能的热处理工艺
CN103333997A (zh) H13模具钢的退火热处理方法
CN108149174A (zh) 一种提高gh4698锻件性能的热处理方法
CN106048485A (zh) 一种降低Ti2AlNb基合金板材热加工温度的方法
CN106399649A (zh) 一种低合金高强度焊丝球化退火方法
CN106756683A (zh) 一种gh4169合金的变形前加热方法
CN106939396B (zh) 一种获得镍铁铬基变形高温合金弯曲锯齿晶界的热处理工艺
CN106893813B (zh) 基于形变孪晶退化实现twip钢超塑性的方法
CN107937850B (zh) 一种通过热处理提升镍基合金锻件组织均匀性的方法
CN109852777A (zh) 一种h13模具钢及其热处理工艺
CN108385045A (zh) 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法
CN106011425A (zh) 一种低合金耐热钢紧固件的调质处理工艺
CN101560592B (zh) 一种微硼无钴马氏体时效钢的循环相变细化晶粒工艺
CN107299203A (zh) 一种锻件的热处理方法
CN104099456A (zh) 9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法
CN102220459B (zh) 降低透平叶片韧脆转变温度和晶间断裂比的热处理工艺
CN110983107A (zh) 一种提高大型gh4698涡轮盘锻件高温持久性能的方法
CN116460235A (zh) 一种制备异构等轴组织钛合金锻件的高温-深冷复合锻造方法
CN112048678B (zh) 低合金超高强度钢的退火软化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant