【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及α+β型钛合金型材及其制造方法。
技术介绍
1、钛合金得益于其高比强度和优异的耐腐蚀性而应用于汽车的连杆、消声器等部件、高尔夫球杆头、建筑材料等民生品用途中。另外，钛合金与生物体的相容性也良好，因此也广泛用于时钟、眼镜架等装饰品、植入物等医疗用途等中。
2、钛合金分为α型合金、β型合金和α+β型合金这三种。α型钛合金是常温下的金相组织主要由α相构成的钛合金，β型钛合金是常温下的金相组织主要由β相构成的钛合金，α+β型钛合金是常温下的金相组织由α相和β相这两者构成的钛合金。钛合金的α相是指具有六方最密堆积结构(hcp)的相，钛合金的β相是指具有体心立方结构(bcc)的相。
3、在纯钛中，常温的金相组织全部为α相，超过β相变温度的温度的金相组织全部为β相。但是，通过在纯钛中添加使β相稳定化的合金元素，从而使β相能够稳定存在的温度降低，即使在常温下也会残留β相。此外，超过β相变温度且金相组织成为β单相的温度区域被称为β单相温度区域。另外，低于β相变温度且金相组织包含α相和β相这两者的温度区域被称为α+β二相温度区域。
4、在钛合金中，α+β型钛合金也具有优异的强度/延展性平衡和疲劳特性，因此具有较长的使用经验。作为α+β型钛合金的用途之一，最近，汽车、摩托车领域的轻量化所带来的低油耗化受到关注。α+β型钛合金为碳钢、不锈钢的约60％的重量，却具有与它们大致同等的强度和疲劳特性。因此，通过将碳钢或不锈钢制曲轴、发动机部件更换为α+β型钛合金制的部件，能够实现发动机整体的轻量化，能够实现输
5、通常，成为曲轴、阀、连杆等发动机部件的原材料是圆棒、坯料、方棒和以具有均匀的截面的形状供给的伸展材料等的热加工品。以下，将这些材料统称为“型材”。即，“型材”是指在全长上具有均匀的截面且以直线形状供给的伸展材料。型材在通过挤出和轧制等方法制造的阶段中具有弯曲、扭转，因此通常通过矫正和退火等方法将其去除。α+β型钛合金的型材也能够通过切削加工或者进一步的加工、进一步的加工后的切削加工等而应用于上述广泛用途中。
6、α+β型钛合金通过在β相变温度以下的α+β二相温度区域中进行强加工而将金相组织控制为等轴晶粒组织，能够实现优异的强度/延展性平衡、疲劳特性。以往，复杂形状的型材是对在α+β二相温度区域中进行强加工而制造的锻造件、厚板进行切削加工而制造的。
7、但是，由于切削加工使机械部件的制造成本增大，因此优选尽可能较少。现在，为了削减制造成本，正在开发如下的制造技术：能够制造具有更接近最终产品的截面形状且长条的型材，以提高生产效率。通过使用具有接近最终产品的截面的型材作为材料，能够减少切削量，提高成品率。另外，通过增大型材的长度，能够提高生产率。
8、例如，在作为挤出加工法之一的玻璃润滑剂高速挤压法中，将铸锭、对铸锭进行热锻而成的圆坯作为原材料。如图1那样，将原材料(坯料5)插入容器1中，向杆2施加基于液压的负载，经由挤压垫3将坯料5沿挤出方向11推动，使其穿过模具4成型为各种截面形状，从而能够得到长条的型材6。
9、在加工成这样的复杂形状时，α+β型钛合金在低于β相变温度的温度区域中热变形阻力急剧变高。因此，为了在低于β相变温度的温度区域中加工α+β型钛合金并将组织控制为等轴组织，需要能够施加较高的负载的大型设备。由此，设备成本变高。另外，根据所需的截面形状，有时不能在低于β相变温度的温度区域中对α+β型钛合金进行热加工。并且，即使在能够加工的情况下，在因加工发热导致型材截面中的局部的温度超过β相变温度时，型材截面中会混合存在等轴组织和由β相变温度以上的加工得到的针状组织，在截面中产生显著的机械特性差异。因此，通常，在要将α+β型钛合金热加工成复杂形状的情况下，能够以较低的热变形阻力进行制造，以不易产生表面缺陷的β相变温度以上进行加工，并根据需要进行强制冷却，由此将金相组织控制为微细针状组织，实现了所需的优异的强度/延展性平衡、疲劳特性。
10、在此成为问题的是，通常，在热加工后的型材中产生弯曲、扭转。弯曲、扭转是因型材中残留加工应变、及型材的冷却速度在每个部位不一样引起的。因此，在制造型材时，在上述热加工之后，需要进一步进行矫正加工。
11、在矫正加工方法中存在辊矫正、拉伸矫正。辊矫正是使型材穿过多根辊间，使型材进行弯曲变形和弯曲恢复变形，由此改善型材的弯曲、扭转的方法。拉伸矫正是将型材的两端固定，施加拉伸负载而使其变形至塑性变形区域，由此改善型材的弯曲、扭转的方法。
12、由于α+β型钛合金的冷变形阻力较大，因此，矫正加工通常也以热加工实施。在具有针状组织的α+β型钛合金的型材中，通过热矫正加工，与室温相比，能够以较低的负载进行矫正。另外，与室温相比，α+β型钛合金在高温下弹性区域较窄，因此能够以微小的变形量进行矫正。并且，在α+β型钛合金中，在高温下，软质的β相分率比室温高，应变也容易恢复。
13、但是，在α+β二相温度区域的低温区域中以变形量较大的方式矫正α+β型钛合金型材的情况下，会形成多个内部缺陷即粗大的空隙。由此，存在无法实现型材所需的优异的强度/延展性平衡和疲劳特性这样的问题。并且，α+β型钛合金的杨氏模量较低。因此，若对α+β型钛合金进行热矫正加工，则在冷却至室温后会产生较大的回弹，无法充分改善扭转，上述这样的情况较多。
14、基于以上原因，现状是，对于需要形状矫正的α+β型钛合金型材而言，未必能够兼顾所需的优异的强度/延展性平衡、疲劳特性和优异的形状。
15、在专利文献1中公开了如下的α+β型钛合金的矫正方法：在熔融温度的0.3倍左右(480℃左右)的温度下对时效硬化后的坯料、方棒、管等施加拉伸应力而进行矫正，进而一边施加拉伸应力一边进行冷却。
16、在专利文献2中公开了如下的α+β型钛合金的矫正方法：在对轧制后的钛合金圆棒实施用于调整组织的退火后，实施基于冲压矫正的弯曲矫正、600℃～β相变温度内的温热矫正。
17、现有技术文献
18、专利文献
19、专利文献1：日本国特许第6058535号公报
20、专利文献2：日本国特开2011-137204号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、在通常的α+β型钛合金的热矫正中，以如下方法进行矫正：在高温区域(700～740℃左右)中矫正2～3％，在维持其长度的状态下，兼用于退火而在高温区中保持10～30分钟左右，之后移除载荷，冷却至400～600℃左右，从矫正机取下该钛合金并自然冷却。若型材为圆形形状，则截面内部的冷却速度均匀，因此热收缩差较小，矫正后的自然冷却时不易产生翘曲。
3、然而，在型材的形状为四边形的情况下、为接近产品形状且为复杂的形状的情况下，例如因冷却速度较快的角部的存在、板厚的差异，从而在加热、即将自然冷却前的截面中的温度差变大，热收缩差也变大。其结果，产生如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种α+β型钛合金型材，其中，
2.根据权利要求1所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
4.根据权利要求1～3中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
6.根据权利要求1～5中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
7.根据权利要求1～6中任一项所述的α+β型钛合金型材，其以质量％计含有
8.根据权利要求1～6中任一项所述的α+β型钛合金型材，其以质量％计含有
9.一种α+β型钛合金型材的制造方法，其是制造权利要求1～8中任一项所述的α+β型钛合金型材的方法，其特征在于，其具备：
10.根据权利要求9所述的α+β型钛合金型材的制造方法，其特征在于，
11.根据权利要求9或10所述的α+β型钛合金型材的制造方法，其特征在于，
12.根据权利要求9～11中任一项所述的α+β型钛合金型材的制造方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种α+β型钛合金型材，其中，
2.根据权利要求1所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
4.根据权利要求1～3中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
6.根据权利要求1～5中任一项所述的α+β型钛合金型材，其特征在于，
7.根据权利要求1～6中任一项所述的α+β型钛合金型材，其以...
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