【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业用钛合金及制造领域，尤其涉及铝合金的加工和制备，具体涉及一种高塑性钛合金丝材的冷拔制备方法及得到的丝材。
技术介绍
1、随着航空航天飞行器轻量化要求的不断提高，钛合金与复合材料的使用量不断增大，因此作为复合材料连接件的紧固件的用量也越来越多。钛合金因具有低密度、高比强度、良好的弹性性能、优异的耐腐蚀性能，以及与碳纤维复合材料之间较低的电位差，被广泛应用于复合材料连接用材。目前，作为铆钉使用的钛合金材料主要有纯钛ta1、tc16、tb2、tb3、ti-45nb等，其中ta1纯钛的抗拉强度在350mpa左右，剪切强度在240～350mpa；α+β型的tc16钛合金以及亚稳β型的tb2和tb3钛合金铆钉虽然强度可以达到800～950mpa，剪切强度大于600mpa，但是需要使用加热铆接。
2、ti-nb合金具有良好的塑性加工能力、较高的强度和良好的超导性能，被广泛应用于冷铆钉、超导体材料等领域。但商用ti-nb合金的nb含量高于40wt.％，导致密度较大、熔炼困难、生产成本高。ti-45nb具有高塑性和优异的冷加工性能等特点，可以实现快速冷镦制备铆钉和冷铆接复合材料，已经被大量应用于航空航天领域。然而，由于nb元素的固溶强化较弱，该合金的强度较低。根据gjb9584-2018，ti-45nb合金丝材的剪切强度(345～430mpa)和抗拉强度(500～750mpa)，远低于α+β型和亚稳β型钛合金丝材。为了提高ti-nb合金的强度，研究人员通常采用添加mo、zr、sn、o等提高固溶强化的方法。文献【mat
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现用ti-nb可冷加工钛合金丝材强度低，而高强度钛合金丝材难冷加工变形的问题，提供了一种较低nb含量、高塑性、可冷加工变形，并且具有较高强度钛合金线材的制备方法。
2、本专利技术完整的技术方案包括：
3、一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，包括如下步骤：
4、s1：将棒材坯料在tβ±(10～30℃)进行热处理，随后水冷至室温，去除氧化污染层；
5、s2：将步骤s1的热处理态坯料进行多道次孔型冷轧，单道次变形量小于20％，总变形量60～95％，在830～1000℃保温0.5～1h水冷至室温，去除油污和氧化皮，制得盘圆料；
6、s3：对步骤s2的盘圆料进行多道次冷拉拔，单道次变形量小于20％，总变形量35～65％，获得冷拔态盘圆丝材；
7、s4：将步骤s3的冷拔态盘圆丝材在530～680℃和860～1000℃进行双重退火热处理，得到退火态盘圆丝材；完成高塑性钛合金冷拔丝材的制备。
8、一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，包括如下步骤：
9、s1：将棒材坯料在tβ±(10～30℃)进行热处理，随后水冷至室温，去除氧化污染层；
10、s2：将步骤s1的热处理态坯料进行多道次孔型冷轧，单道次变形量小于20％，总变形量60～95％，在830～1000℃保温0.5～1h水冷至室温，去除油污和氧化皮，制得盘圆料；
11、s3：对步骤s2的盘圆料进行多道次冷拉拔，单道次变形量小于20％，总变形量35～65％，获得冷拔态盘圆丝材；
12、s4：对步骤s3的冷拔态盘圆丝材在400～680℃进行2～10h时效热处理，获得时效态盘圆丝材，完成高塑性钛合金冷拔丝材的制备。
13、进一步的，所述钛合金中nb和o元素的质量百分数满足：
14、190≤1156-1700*wnb-48000*wo≤480；且3.4≤28*wnb-1000*wo≤7.8
15、其中wnb为钛合金中nb的质量百分含量，wo为钛合金中o的质量百分含量。
16、进一步的，步骤s3中，冷拔态盘圆丝材的组织中，应力诱发α”马氏体和孪晶的总体积分数大于50％。
17、进一步的，所述退火态盘圆丝材的组织中α相的体积分数小于5％，合金的抗拉强度750～900mpa、屈服强度420～730mpa、延伸率15～35％、断面收缩率30～85％、剪切强度500～600mpa。
18、进一步的，所述时效态盘圆丝材为β+α双相组织，其中α相的体积分数大于20％，合金的超导临界转变温度达8.6k。
19、利用所述方法制备的高塑性钛合金冷拔丝材。
20、进一步的，所述钛合金冷拔丝材由如下重量百分数计的成分组成：nb：28～33wt.％，优选的，28wt.％≤nb＜33wt.％，o：0.20～0.80wt.％；余量为ti和不可避免的杂质。
21、进一步的，所述钛合金冷拔丝材由如下重量百分数计的成分组成：nb：30～32wt.％，o：0.30～0.45wt.％；余量为ti和不可避免的杂质。
22、所述的高塑性钛合金丝材在制备航空航天紧固件中的应用。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、(1)与现用的ti-nb合金相比，本专利技术仅通过nb、o元素含量的合理匹配，一方面能够降低了nb元素的加入量，从而降低了合金成本；此外，对材料组分进行设计，使
25、nb和o元素的质量百分数满足一定条件，并结合单道次变形量小于20％，总变形量35～65％的的多道次冷拉拔，使组织中应力诱发α”马氏体和孪晶的总体积分数大于50％，并结合了后续的双重退火或时效处理，实现组织的逐级控制，能够调控β相的结构稳定性及变形机制，使合金获得了较高强度的同时具有优良的塑性。
26、(2)本专利技术通过合理的双重退火工艺相结合，可以抑制退火过程中的晶粒长大，使线材获得优良的塑性和较高的强度，尤其是得到了适中合理的屈服强度，非常适合变形加工，尤其适用作为铆钉材料在航空航天领域的应用。
27、(3)本专利技术通过主动添加氧元素进行合金化，并结合合理优化的时效工艺，提高了时效过程中沉淀相的形核率，简化了其应用于超导线材的加工工艺，使其具有良好的超导性能。
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1.一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，所述钛合金中Nb和O元素的质量百分数满足：
4.根据权利要求1或2所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，步骤S3中，冷拔态盘圆丝材的组织中，应力诱发α”马氏体和孪晶的总体积分数大于50％。
5.根据权利要求1所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述高塑性钛合金冷拔丝材的组织中α相的体积分数小于5％，合金的抗拉强度750～900MPa、屈服强度420～730MPa、延伸率15～35％、断面收缩率30～85％、剪切强度500～600MPa。
6.根据权利要求2所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述时效态盘圆丝材为β+α双相组织，其中α相的体积分数大于20％，合金的超导临界转变温度达8.6K。
7.利用权利要求1-6任一项所述方法
8.根据权利要求7所述的高塑性钛合金冷拔丝材，其特征在于，所述钛合金冷拔丝材由如下重量百分数计的成分组成：Nb：28～33wt.％，O：0.20～0.80wt.％；余量为Ti和不可避免的杂质。
9.根据权利要求8所述的高塑性钛合金冷拔丝材，其特征在于，所述钛合金冷拔丝材由如下重量百分数计的成分组成：Nb：30～32wt.％，O：0.30～0.45wt.％；余量为Ti和不可避免的杂质。
10.权利要求7～9所述的高塑性钛合金丝材在制备航空航天紧固件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，所述钛合金中nb和o元素的质量百分数满足：
4.根据权利要求1或2所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，步骤s3中，冷拔态盘圆丝材的组织中，应力诱发α”马氏体和孪晶的总体积分数大于50％。
5.根据权利要求1所述的一种高塑性钛合金冷拔丝材的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述高塑性钛合金冷拔丝材的组织中α相的体积分数小于5％，合金的抗拉强度750～900mpa、屈服强度420～730mpa、延伸率15～35％、断面收缩率30～85％、剪切强度500～600mpa。
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