CN110551957A - 提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 - Google Patents
提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110551957A CN110551957A CN201911011548.5A CN201911011548A CN110551957A CN 110551957 A CN110551957 A CN 110551957A CN 201911011548 A CN201911011548 A CN 201911011548A CN 110551957 A CN110551957 A CN 110551957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium alloy
- temperature
- beta
- aging
- strengthening effect
- 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
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
- C22F1/002—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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Abstract
本发明涉及提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，属于钛合金的热处理技术领域。本发明提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法步骤包括a.将钛合金升温至相转变温度Tβ/α+β以下10～30℃，保温时间到后水冷至室温；b.进行冷变形，冷变形量控制在20～30％；c.进行第一次时效处理，时效温度控制在Tβ/α+β以下300～350℃；d.进行第二次时效处理，时效温度钛合金Tβ/α+β以下400～450℃。本发明采用固溶+冷变形+双重时效的热处理工艺，使得β型钛合金的强度和塑性都得到明显提升，同时细化了晶粒，改善了组织均匀性，可以有效扩展β型钛合金的应用领域，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于钛合金的热处理技术领域，具体涉及提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法。
背景技术
钛合金热处理的强化效果，决定于合金的类型、相成分、变形参数和随后的热处理规范。固溶+时效强化热处理是普遍应用的一种热处理方式，对于α+β和β型钛合金，经合适的热处理后，抗拉强度可提高5-20％，屈服强度可提高10-30％。对上述两类钛合金，固溶+时效热处理不仅可提高强度，还可提高塑性，并能提高的合金疲劳强度、持久强度和抗蚀型。然而，当钛合金热变形率较大(β合金≧50-60％、α+β>70％)时，由于动态回复再结晶作用，高温固溶热处理不再能起到理想的强化效果。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的问题，提供提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，包括如下步骤：
a.将钛合金升温至相转变温度Tβ/α+β以下10～30℃，随后保温，保温时间到后水冷至室温；
b.将完成固溶处理的钛合金进行冷变形，冷变形量控制在20～30％；
c.将完成冷变形的钛合金进行第一次时效处理，时效温度控制在Tβ/α+β以下300～350℃，到温入炉，保温后出炉空冷；
d.对钛合金进行第二次时效处理，时效温度控制在Tβ/α+β以下400～450℃，到温入炉，保温后出炉空冷。
其中，步骤a钛合金为热轧总变形量大于60％的β型钛合金。
其中，步骤a保温时间保t/min根据钛合金厚h/mm计算，t＝(2～3)×h。
其中，步骤a升温速度控制在5～10℃/min。
其中，步骤b所述冷变形采用冷轧的方式。
本发明的有益效果：
本发明针对经过热轧变形的β型钛合金，采用固溶+冷变形+双重时效的热处理工艺，使得β型钛合金的强度和塑性都得到明显提升，同时细化了晶粒，改善了组织均匀性，对材料的冷成型性能也有所提高，可以有效扩展β型钛合金的应用领域，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1所得板材金相组织图；
图2为实施例1所得板材透射电镜图，其中颜色较深的为纳米级颗粒析出相。
具体实施方式
本发明提供提高钛合金固溶时效强化效果的处理方法，包括如下步骤：
a.将β型钛合金板材置于电加热热处理炉内，随炉升温，升温速度5～10℃/min，升温至相转变温度Tβ/α+β以下10～30℃，随后保温，保温时间t根据板厚h计算，t/min＝(2～3)×h/mm，保温时间到后出炉水冷至室温；
b.将完成固溶处理的板材进行冷变形，采用冷轧方式，累计冷变形量满足20～30％；
c.将完成冷变形的板材进行第一次时效处理，时效温度Tβ/α+β以下300～350℃，到温入炉，保温360min后出炉空冷；
d.对完成第一次时效处理的板材进行第二次时效处理，时效温度Tβ/α+β以下400～450℃，到温入炉，保温480min后出炉空冷。
本发明对热变形后的β型钛合金板材进行固溶处理后，再次进行冷变形，进一步细化晶粒大小，提高晶粒内部位错密度，位错将为时效过程中析出相的析出提供形核核心，位错越多，析出相越容易形核，同时采用了高温+低温的双重时效工艺，增加了析出相数量，消除了亚稳定相的残留，使得材料的强韧性得到大幅度提高，提高了固溶时效热处理的强化效果。
以下通过实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例1
①选取一块经过热轧的TB5钛合金板坯，热轧总变形量68％，尺寸为10mm×200mm×150mm，相变温度824℃，将板材置于电加热热处理炉内，随炉升温，升温速度10℃/min，升温至800℃，随后保温，保温时间30min，保温时间到后出炉水冷至室温；
②将完成固溶处理的板材进行冷变形，采用冷轧方式，轧制到厚度8mm,累计冷变形量20％；
③将完成冷变形的板材进行第一次时效处理，时效温度500℃，到温入炉，保温360min后出炉空冷；
④对完成第一次时效处理的板材进行第二次时效处理，时效温度400℃，到温入炉，保温480min后出炉空冷；
⑤对采用该强化热处理工艺的板材进行力学性能检测：抗拉强度1278.7MPa，屈服强度1102.3MPa，伸长率12.5％，冲击韧性63J/cm2，对比采用固溶+时效工艺的板材性能：抗拉强度1146.5MPa，屈服强度1012.3MPa，伸长率11.0％，冲击韧性48J/cm2，强塑性和冲击性能都有显著提高。
实施例2
①选取一块经过热轧的TB5钛合金板坯，热轧总变形量68％，尺寸为10mm×200mm×150mm，相变温度824℃，将板材置于电加热热处理炉内，随炉升温，升温速度10℃/min，升温至800℃，随后保温，保温时间30min，保温时间到后出炉水冷至室温；
②将完成固溶处理的板材进行冷变形，采用冷轧方式，轧制到厚度7mm,累计冷变形量30％；
③将完成冷变形的板材进行第一次时效处理，时效温度520℃，到温入炉，保温360min后出炉空冷；
④对完成第一次时效处理的板材进行第二次时效处理，时效温度420℃，到温入炉，保温480min后出炉空冷；
⑤对采用该强化热处理工艺的板材进行力学性能检测：抗拉强度1345.5MPa，屈服强度1172.3MPa，伸长率13％，冲击韧性78J/cm2，对比采用固溶+时效工艺的板材性能：抗拉强度1146.5MPa，屈服强度1012.3MPa，伸长率11.0％，冲击韧性48J/cm2，强塑性和冲击性能都有显著提高。
实施例3
①选取一块经过热轧的TB5钛合金板坯，热轧总变形量68％，尺寸为10mm×200mm×150mm，相变温度824℃，将板材置于电加热热处理炉内，随炉升温，升温速度10℃/min，升温至780℃，随后保温，保温时间30min，保温时间到后出炉水冷至室温；
②将完成固溶处理的板材进行冷变形，采用冷轧方式，轧制到厚度8mm,累计冷变形量20％；
③将完成冷变形的板材进行第一次时效处理，时效温度480℃，到温入炉，保温360min后出炉空冷；
④对完成第一次时效处理的板材进行第二次时效处理，时效温度380℃，到温入炉，保温480min后出炉空冷；
⑤对采用该强化热处理工艺的板材进行力学性能检测：抗拉强度1205.4MPa，屈服强度1063.7MPa，伸长率14.5％，冲击韧性59J/cm2，对比采用固溶+时效工艺的板材性能：抗拉强度1146.5MPa，屈服强度1012.3MPa，伸长率11.0％，冲击韧性48J/cm2，强塑性和冲击性能都有显著提高。
Claims (7)
1.提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
a.将钛合金升温至相转变温度Tβ/α+β以下10～30℃，随后保温，保温时间到后水冷至室温；
b.将完成固溶处理的钛合金进行冷变形，冷变形量控制在20～30％；
c.将完成冷变形的钛合金进行第一次时效处理，时效温度控制在Tβ/α+β以下300～350℃，到温入炉，保温后出炉空冷；
d.对钛合金进行第二次时效处理，时效温度控制在Tβ/α+β以下400～450℃，到温入炉，保温后出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤a所述钛合金为热轧总变形量大于60％的β型钛合金。
3.根据权利要求1或2所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤a所述保温时间保t/min根据钛合金厚h/mm计算，t＝(2～3)×h。
4.根据权利要求1所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤a升温速度控制在5～10℃/min。
5.根据权利要求1所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤b所述冷变形采用冷轧的方式。
6.根据权利要求1所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤c保温时间为360min。
7.根据权利要求1所述的提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法，其特征在于：步骤d保温时间为480min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911011548.5A CN110551957A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911011548.5A CN110551957A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110551957A true CN110551957A (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=68743311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911011548.5A Pending CN110551957A (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110551957A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112662971A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-04-16 | 西安交通大学 | 一种具有梯度结构的高强twip钛合金及其热轧方法 |
| CN113416907A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-21 | 西北工业大学 | 一种Ti555211钛合金的分级热处理方法 |
| CN113789430A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-14 | 贵州群建精密机械有限公司 | 一种提高05Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能的热处理方法 |
| CN114317917A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-12 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种钢锻件固溶+冷变形+低温时效的热处理方法 |
| CN115354251A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-18 | 西安交通大学 | 一种提高析出程度且抑制析出相粗化的热处理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435063A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-20 | 西安交通大学 | 一种提高冷成型β钛合金时效后塑性的热处理工艺 |
| CN102409196A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-11 | 天津大学 | 一种Ti-Nb-Mo-O系高阻尼合金及其制备方法 |
| CN109554650A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-02 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种高强β钛合金的热处理工艺 |
-
2019
- 2019-10-23 CN CN201911011548.5A patent/CN110551957A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435063A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-20 | 西安交通大学 | 一种提高冷成型β钛合金时效后塑性的热处理工艺 |
| CN102409196A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-11 | 天津大学 | 一种Ti-Nb-Mo-O系高阻尼合金及其制备方法 |
| CN109554650A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-02 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种高强β钛合金的热处理工艺 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112662971A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-04-16 | 西安交通大学 | 一种具有梯度结构的高强twip钛合金及其热轧方法 |
| CN112662971B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-05-20 | 西安交通大学 | 一种具有梯度结构的高强twip钛合金及其热轧方法 |
| CN113416907A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-21 | 西北工业大学 | 一种Ti555211钛合金的分级热处理方法 |
| CN113789430A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-14 | 贵州群建精密机械有限公司 | 一种提高05Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能的热处理方法 |
| CN114317917A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-12 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种钢锻件固溶+冷变形+低温时效的热处理方法 |
| CN115354251A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-18 | 西安交通大学 | 一种提高析出程度且抑制析出相粗化的热处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110551957A (zh) | 提高β型钛合金固溶时效强化效果的处理方法 | |
| CN104962847B (zh) | 一种提高7系合金厚板均匀性和抗腐蚀性能的热处理工艺 | |
| CN111036705B (zh) | 大口径钛合金无缝管材及其制备方法 | |
| CN109234656B (zh) | 一种提高亚稳β钛合金强度的预变形热处理工艺 | |
| CN106435418A (zh) | 改善7系铝合金抗晶间与抗应力腐蚀性能的热处理工艺 | |
| US10822682B2 (en) | Method to prevent abnormal grain growth for beta annealed Ti—6AL—4V forgings | |
| CN111139347B (zh) | 一种快速细化亚稳态奥氏体晶粒组织的方法 | |
| CN112410691B (zh) | 一种铝锂合金材料退火工艺 | |
| CN112746231B (zh) | 一种高性能高温合金的γ＇相预调增塑的生产工艺 | |
| CN105714223A (zh) | 一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金的均匀化热处理方法 | |
| CN114657417B (zh) | 一种适合冷变形加工的高强塑性钛合金及其制备方法 | |
| CN109207888A (zh) | 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材非等温高效蠕变时效成形方法 | |
| CN110423966A (zh) | 一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺 | |
| CN112481567B (zh) | 一种提高含铜钛合金强度和塑性的加工方法 | |
| CN103589977A (zh) | 一种提高Al-Cu-Mg合金抗疲劳性能的方法 | |
| CN110205572B (zh) | 一种两相Ti-Al-Zr-Mo-V钛合金锻棒的制备方法 | |
| CN111647835A (zh) | 一种改善β型钛合金机械热处理的方法 | |
| CN113308653B (zh) | 一种基于喷射成形的铝锂合金热处理制备方法 | |
| CN110541131B (zh) | 一种基于粒子激发形核的Al-Cu-Li合金形变热处理工艺 | |
| CN110106457B (zh) | 一种高熵合金冲击热处理方法 | |
| CN105568190A (zh) | Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺 | |
| CN114107834B (zh) | 一种高强铁镍钼合金丝材及其低成本制备方法 | |
| CN111719099A (zh) | 基于预变形的Mg-RE合金时效组织调控方法 | |
| CN113699471A (zh) | 一种aa2195铝锂合金的断续时效处理方法 | |
| CN109593998B (zh) | 500MPa级低Cu无Mg铝合金及制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191210 |