【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛合金材料领域，具体涉及一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法及其应用。
技术介绍
1、钛合金是一种重要的结构金属，其具有密度小、高强度、高耐热性和耐腐蚀性等优点，在航空航天、石油化工、生物制药等方面有着广泛的应用。ti6al4v钛合金丝材作为一种优秀的钛合金材料，广泛应用于各领域的小型结构件的原料，诸如航空航天用的航空紧固件、超声波刀具等医疗器械设备，在一些特定的应用中还要求ti6al4v钛合金丝材同时具备良好的抗疲劳和抗蠕变的综合性能。
2、通过对钛合金的热处理来对钛合金的组织结构进行调控，以优化其综合性能是当下常用的一种处理方法。然而现有制得的钛合金材料难以同时兼顾抗疲劳和抗蠕变性能，又或是生产的工艺路线冗长，难以用于工业化生产。因此，高性能、低成本钛合金及钛合金的低成本化制备是当下的研究重点。
3、中国专利cn102758159a公开了一种通过锻造和热处理获得钛合金三态组织的方法，将坯料在α+β两相区锻造，改善钛合金的初始组织，得到含有等轴α的等轴或双态组织，为后续的热处理工艺提供了组织形态上的准备。通过不同的热处理温度与冷却方式的组合，控制等轴α的含量，β转变基体上条状α的析出，最终得到三态组织钛合金。但是该方法制得钛合金材料并未说明对材料的综合性能有所提升，更未兼顾抗疲劳和抗蠕变性能，且该方法需要经过三次热处理，其处理工艺复杂，难以用于工业化生产使用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术一方面提供一种提高ti6
2、步骤s1：前处理：对钛合金丝材进行清洗；
3、步骤s2：热处理-加热：将钛合金丝材送入充氩保护热处理系统进行加热，设置热处理系统温度为960-990℃，升温时间为5-15s，加热后进行保温；
4、步骤s3：热处理-淬火：将钛合金丝材运行出热处理系统，淬火降温至室温，即得热处理后的钛合金丝材。
5、优选的，所述步骤s2中，设置热处理系统温度为980℃。
6、优选的，所述步骤s2中，升温时间为5s。
7、本专利技术中设置升温时间为5-15s，由于快速升温，避免了晶粒在长时间高温条件下或反复加热时可能出现的异常长大现象，使热处理后的钛合金丝材晶粒分布均匀，综合性能更好。配合特定的系统温度设置，使得钛合金丝材的芯部快速升温，形成针状组织区域；同时限定960-990℃保温时间≤30s，使钛合金丝材保有一定的α相等轴组织区。从而兼具有优异的抗拉强度、抗疲劳性和抗蠕变性等效果。
8、优选的，所述步骤s2中，保温时间≤30s。
9、进一步优选的，所述步骤s2中，保温时间为10s。
10、优选的，所述步骤s2中，使用高频感应加热。
11、优选的，所述步骤s3中，使用水冷淬火。
12、现有技术中，常用的还有气冷、冰水混合物等淬火方式，盐水通常是最快的冷却介质，但是本专利技术中的淬火过程中若冷却速率过快可能出现导致裂纹等问题，影响成品率。而若使用气冷等介质，冷却速度过慢，则可能导致无法形成本专利技术中的等轴组织区域和针状组织区共存的相结构状态。
13、本专利技术另一方面提供一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法的应用，所述热处理方法用于处理晶粒尺寸为3-10um的ti6al4v钛合金丝材。
14、本专利技术的热处理方法适用于处理晶粒尺寸为3-10um的ti6al4v钛合金丝材。具有α相等轴细晶的钛合金丝材具有优异的热稳定性、耐磨性和抗疲劳性能，但是其强度较低、抗蠕变效果较差。本专利技术中的热处理工艺，对具有α相等轴细晶的钛合金丝材进行热处理，制得的钛合金丝材同时保有α相等轴细晶区和α相的针状组织区，兼具优异的疲劳强度和蠕变强度，有效提高钛合金丝材的抗拉强度等综合性能。
15、优选的，所述ti6al4v钛合金丝材的化学成分，按质量百分比计，包含：
16、al：6.1-6.4％、v：3.8-4.1％、fe：0.18-0.22％、o：0.14-0.17％、c：0.02-0.04％、n：<0.01％、h<0.008％、yt<0.005％、其它<0.4％，余量ti。
17、优选的，所述ti6al4v钛合金丝材直径为4.0-8.0mm。
18、进一步优选的，所述ti6al4v钛合金丝材直径为6.0mm。
19、优选的，所述热处理后的钛合金丝材的端面微观结构中，等轴组织区域占比为3-8％，针状组织区域占比为55-65％，等轴组织区域与针状组织区域之间为等轴组织与针状组织的混合过渡区；所述等轴组织区域的α相晶粒平均长径比为1-2.5，所述针状组织区域的α晶粒平均长径比为6-15。
20、进一步优选的，所述等轴组织区域的α晶粒的晶粒尺寸为3-5μm，所述针状组织区域的α晶粒的晶粒尺寸为10-15μm。
21、有益效果：
22、1、通过本专利技术的热处理方法，使处理后的ti6al4v钛合金丝材同时具有α晶粒的等轴组织区和针状组织区，热处理后的钛合金丝材的端面相结构中，等轴组织区域占比为3-8％，针状组织区域占比为55-65％。。处理后的钛合金丝材同时满足抗拉强度＞1150mpa、屈服强度＞1110mpa、疲劳强度＞560mpa、蠕变应力＞330mpa；热处理后的ti6al4v钛合金丝材的疲劳强度与基准疲劳强度比较提高了10mpa以上，蠕变强度与基准蠕变强度比较提高了20mpa以上，同时兼具了优异的疲劳强度和蠕变强度，有效提高了钛合金丝材的抗拉强度、屈服强度等综合性能。
23、2、本专利技术的热处理方法简便易行，投入成本低且处理方法易于操控，易于工业化生产使用。
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1.一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，设置热处理系统温度为980℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，升温时间为5s。
4.根据权利要求1所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，保温时间≤30s。
5.根据权利要求4所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，保温时间为10s。
6.根据权利要求1所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，使用水冷淬火。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法的应用，其特征在于，所述热处理方法用于处理晶粒尺寸为3-10um的Ti6Al4V钛合金丝材。
8.根据
9.根据权利要求7所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法的应用，其特征在于，所述Ti6Al4V钛合金丝材直径为4.0-8.0mm。
10.根据权利要求7所述的一种提高Ti6Al4V钛合金丝材综合性能的热处理方法的应用，其特征在于，所述热处理后的钛合金丝材的端面微观结构中，等轴组织区域占比为3-8％，针状组织区域占比为55-65％，等轴组织区域与针状组织区域之间为等轴组织与针状组织的混合过渡区；所述等轴区域的α相晶粒平均长径比为1-2.5，所述针状区域的α晶粒平均长径比为6-15。
...【技术特征摘要】
1.一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，设置热处理系统温度为980℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，升温时间为5s。
4.根据权利要求1所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，保温时间≤30s。
5.根据权利要求4所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，保温时间为10s。
6.根据权利要求1所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，使用水冷淬火。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种提高ti6al4v钛合金丝材综合性能的热处理方法的应用，其特征在于，所述热处理方法用于处理晶粒尺寸为3-10um的ti6a...
【专利技术属性】
技术研发人员：范韶伟，王桢，呼东平，陈刚，
申请(专利权)人：陕西星航智钛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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