CN109777978A - 一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 - Google Patents
一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109777978A CN109777978A CN201910021506.3A CN201910021506A CN109777978A CN 109777978 A CN109777978 A CN 109777978A CN 201910021506 A CN201910021506 A CN 201910021506A CN 109777978 A CN109777978 A CN 109777978A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium alloy
- hydrogen
- induction coil
- zone
- alloy material
- 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.)
- Pending
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 title 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 19
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 101000686227 Homo sapiens Ras-related protein R-Ras2 Proteins 0.000 description 2
- 102100025003 Ras-related protein R-Ras2 Human genes 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法,将钛合金材料夹装在区域熔炼炉中,且钛合金材料穿过区域熔炼炉中的感应线圈,关闭炉盖;抽真空至真空度低于10‑2Pa后,通入氢气,氢气压力为0.1~1MPa;打开电源为感应线圈供电,使钛合金材料在感应线圈内熔化;启动牵引装置带动钛合金材料竖直向上移动,实现钛合金在区域熔炼炉内的连续置氢;本发明克服了固态置氢薄壁件,效率低,而液态置氢不能连续化生产的缺点;本发明的工艺简单,适于工业化生产和市场推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法,属于材料制备领域。
背景技术
绝大多数钛合金变形需要在高温下进行,但钛合金的热变形温度高,变形抗力大,是钛合金塑性变形领域面临的问题。钛合金渗氢可以显著降低塑性变形温度和流变应力,使钛合金容易在较低温度下实现轧制、热锻等塑性变形,而且塑性变形后的真空除氢能够进一步细化显微组织,提高钛合金性能。
目前的钛合金的置氢方式主要是固态置氢和液态置氢。固态置氢技术仅适用于小体积薄壁工件,而且由于氢在固态合金中的扩散速率相较低,置氢过程需要较长的时间,效率低下;而液态置氢技术,主要采用氢气氛下的电弧重熔,很难实现连续化的工业化生产。
发明内容
为解决固态置氢只适用于薄壁构件,置氢效率低,而液态置氢的熔炼量少,不能够连续生产的缺点;本发明提供了一种能够实现连续化生产的基于区域熔炼的钛合金置氢方法,具体步骤如下:
(1)将市售的钛合金材料夹装在区域熔炼炉中,且钛合金材料穿过区域熔炼炉中的感应线圈,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,抽真空至真空度低于10-2Pa后,充入氢气,氢气压力为0. 1~1MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,通过调节功率使钛合金材料在感应线圈内熔化,熔区宽度为10~20mm;
(4)启动牵引装置带动钛合金材料竖直向上移动,速度为10~100mm/min,保证感应线圈内的试样一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属熔区中,实现钛合金在区域熔炼炉内的连续置氢。
本发明的有益效果为:
本方法工艺简单,可以实现置氢过程连续化;感应线圈的磁力搅拌作用,会促使氢在熔区内均匀扩散,从而获得氢含量分布均匀的钛合金棒材;通过改变区熔速度和氢气压力可以精确的控制试样中氢含量。
附图说明
图1是区域熔炼炉结构示意图;
图中:1-炉体;2-样品架Ⅰ;3-钛合金棒;4-熔区;5-电源;6-样品架Ⅱ;7-感应线圈;8-进气口;9-牵引装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1:如图1所示,本实施例以Ti-6Al-4V合金(成分见表)为置氢对象,具体包括如下步骤:
(1)将市场购买到的、直径为30mm的Ti-6Al-4V棒状材料夹装在区域熔炼炉炉体1中的样品架Ⅰ2和样品架Ⅱ6上,且钛合金棒3穿过感应线圈7,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,对炉体内抽真空至真空度低于10-2Pa,从进气口8往炉内充入氢气,氢气压力为0.3MPa;
(3)打开电源5为感应线圈供电,使钛合金棒在感应线圈7内熔化(熔点温度1660℃,加热温度1660℃),熔区4的宽度为10mm;
(4)启动牵引装置9带动钛合金棒3竖直向上移动,移动速度50mm/min,使钛合金棒逐渐通过感应线圈,并保证感应线圈内的钛合金棒一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属液中;实现钛合金连续置氢,得到的钛合金棒氢含量为0.235%。
实施例2:本实施例以Ti-6Al-4V合金(成分见表)为置氢对象,具体包括如下步骤:
(1)将市场购买到的直径20mm的Ti-6Al-4V棒状材料夹装在区域熔炼炉中的样品架Ⅰ和样品架Ⅱ上,且钛合金棒穿过感应线圈,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,抽真空至真空度低于10-2Pa,往炉内充入氢气,氢气压力为0.5MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,使钛合金棒在感应线圈内熔化(熔点温度1660℃,加热温度1670℃),熔区的宽度为15mm;
(4)启动牵引装置带动钛合金棒竖直向上移动,移动速度20mm/min,使钛合金棒逐渐通过感应线圈,并保证感应线圈内的钛合金棒一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属液中,实现钛合金连续置氢,得到的钛合金棒氢含量为0. 305%。
实施例3:本实施例以Ti-6Al-4V合金(成分见表)为处理对象,具体包括如下步骤:
(1)将市场购买到的直径10mm的Ti-6Al-4V棒状材料夹装在区域熔炼炉中的样品架Ⅰ和样品架Ⅱ上,且钛合金棒穿过感应线圈,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,抽真空真空度低于10-2Pa,往炉内充入氢气,氢气压力为0.8MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,使钛合金棒在感应线圈内熔化(熔点温度1660℃,加热温度1680℃),熔区的宽度为20mm;
(4)启动牵引装置带动钛合金棒竖直向上移动,移动速度10mm/min,使钛合金棒逐渐通过感应线圈,并保证感应线圈内的钛合金棒一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属液中,实现钛合金连续置氢,得到的钛合金棒氢含量为0.455%。
实施例4:本实施例以T21合金(成分见表)为处理对象,具体包括如下步骤:
(1)将市场购买到的直径15mm的TC棒状材料夹装在区域熔炼炉中的样品架Ⅰ和样品架Ⅱ上,且钛合金棒穿过感应线圈,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,抽真空真空度低于10-2Pa,往炉内充入氢气,氢气压力为0.9MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,使钛合金棒在感应线圈内熔化(温度1730℃,加热温度1735℃),熔区的宽度为12mm;
(4)启动牵引装置带动钛合金棒竖直向上移动,移动速度为70mm/min,使钛合金棒逐渐通过感应线圈,并保证感应线圈内的钛合金棒一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属液中,实现钛合金连续置氢,得到的钛合金棒氢含量为0.172%。
实施例5:本实施例以TC21合金(成分见表)为处理对象,具体包括如下步骤:
(1)将市场购买到的直径:25mm的TC21棒状材料夹装在区域熔炼炉中的样品架Ⅰ和样品架Ⅱ上,且钛合金棒穿过感应线圈,关闭炉盖;
(2)开启真空泵,抽真空真空度低于10-2Pa,往炉内充入氢气,氢气压力为0.2MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,使钛合金棒在感应线圈内熔化((温度1730℃,加热温度1745℃),熔区的宽度为16mm;
(4)启动牵引装置带动钛合金棒竖直向上移动,移动速度100mm/min,使钛合金棒逐渐通过感应线圈,并保证感应线圈内的钛合金棒一直保持熔化状态,氢气在高压作用下会进入到金属液中,实现钛合金连续置氢,得到的钛合金棒氢含量为0.109%。
Claims (2)
1.一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将钛合金材料夹装在区域熔炼炉中,且钛合金材料穿过区域熔炼炉中的感应线圈,关闭炉盖;
(2)抽真空至真空度低于10-2Pa后,充入氢气,氢气压力为0.1~1.0MPa;
(3)打开电源为感应线圈供电,使钛合金材料在感应线圈内熔化;
(4)启动牵引装置带动钛合金材料竖直向上移动,速度为10~100mm/min,实现钛合金在区域熔炼炉内的连续置氢。
2.根据权利要求1所述的基于区域熔炼的钛合金置氢方法,其特征在于:钛合金材料为直径8~30mm的棒状。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910021506.3A CN109777978A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910021506.3A CN109777978A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109777978A true CN109777978A (zh) | 2019-05-21 |
Family
ID=66500327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910021506.3A Pending CN109777978A (zh) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | 一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109777978A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112899517A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种提高钛基复合材料的热变形性能的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5092940A (en) * | 1989-03-20 | 1992-03-03 | Nippon Steel Corporation | Process for production of titanium and titanium alloy material having fine equiaxial microstructure |
CN1620348A (zh) * | 2002-02-22 | 2005-05-25 | 中嵨英雄 | 金属多孔体生产方法 |
CN101225485A (zh) * | 2008-01-28 | 2008-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 液态置氢熔炼Ti6Al4V合金的方法 |
JP2013053333A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Toho Titanium Co Ltd | チタン合金の水素化方法 |
CN105483587A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-04-13 | 合肥工业大学 | 一种提高tc4钛合金室温塑性的循环热氢处理工艺 |
CN107012290A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-04 | 昆明理工大学 | 一种高氮奥氏体不锈钢的制备方法 |
-
2019
- 2019-01-10 CN CN201910021506.3A patent/CN109777978A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5092940A (en) * | 1989-03-20 | 1992-03-03 | Nippon Steel Corporation | Process for production of titanium and titanium alloy material having fine equiaxial microstructure |
CN1620348A (zh) * | 2002-02-22 | 2005-05-25 | 中嵨英雄 | 金属多孔体生产方法 |
CN101225485A (zh) * | 2008-01-28 | 2008-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 液态置氢熔炼Ti6Al4V合金的方法 |
JP2013053333A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Toho Titanium Co Ltd | チタン合金の水素化方法 |
CN105483587A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-04-13 | 合肥工业大学 | 一种提高tc4钛合金室温塑性的循环热氢处理工艺 |
CN107012290A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-04 | 昆明理工大学 | 一种高氮奥氏体不锈钢的制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112899517A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种提高钛基复合材料的热变形性能的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108213422B (zh) | 一种含碳高熵合金复合材料的制备方法 | |
CN105543747B (zh) | 一种保留有Laves相的增材制造镍基高温合金的制备方法 | |
CN108103381A (zh) | 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 | |
CN104278173B (zh) | 一种高强高塑TiAl合金材料及其制备方法 | |
CN111636027A (zh) | 兼具二次屈服和高强高塑的共晶高熵合金及其制备方法 | |
CN104862447B (zh) | 一种高氮钢的制备方法 | |
CN106555047A (zh) | 铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法 | |
CN107598411A (zh) | 一种tc11钛合金用焊丝及其制备方法 | |
CN103556004B (zh) | 一种采用k438合金返回料制备k438合金的制备方法 | |
CN103394826B (zh) | 一种降低挤压棒缺陷的工艺方法 | |
CN112195420A (zh) | 一种通过冷处理制备耐磨Ti基非晶合金块体的方法 | |
CN106119794A (zh) | 一种含铌镍钛系形状记忆合金及其制备方法和应用 | |
CN109777978A (zh) | 一种基于区域熔炼的钛合金置氢方法 | |
CN101633105B (zh) | 铜铝复合汇流排生产工艺和设备 | |
CN107488806A (zh) | 非晶合金带材的生产工艺 | |
CN107012290B (zh) | 一种高氮奥氏体不锈钢的制备方法 | |
CN114393197A (zh) | 高锡含量高塑性铜锡合金的定向凝固法制备方法 | |
Xin et al. | Research and development of low-cost titanium alloys | |
CN106378365A (zh) | Gh625高温合金管坯的制备方法 | |
CN105537587B (zh) | 一种消除镍基合金选择性激光融化裂纹的方法 | |
CN106756190A (zh) | 制备高浸渍量碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法 | |
CN106480351A (zh) | 一种制备组织热稳定性优良的镍铝铬钼共晶合金的方法 | |
CN114250368B (zh) | 一种提高钛铌合金熔炼过程稳定性的方法 | |
CN110421004A (zh) | 一种氧化铝弥散强化铜大块板带材料的制备方法 | |
CN102825189B (zh) | Gh4169合金管的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190521 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |