【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钛合金热处理领域，具体涉及一种新型高性能双相钛合金热处理方法。
技术介绍
1、近年来，钛及钛合金具有比强度高、耐蚀、耐热性强、生物相容性好等优点，在航空航天、兵器装备、化工、医疗等领域中的应用越来越广泛。随着钛合金应用领域的不断拓展，对高性能钛合金的需求和要求不断提高。尤其在航空航天等领域，钛合金作为火箭、导弹和高速飞机的结构件，严苛的工作环境要求材料具有高强度、高韧性、耐冲击等性能。在不同种类的钛合金中，双相钛合金应用最广泛，使用量最大，兼具α型钛合金和β型钛合金的特点，综合力学性能良好。然而，α+β型双相钛合金具有强度和塑性匹配不足的问题，导致室温塑性较差，加工过程中容易开裂，应用环境也受限。对于传统高强度钛合金，其延伸率通常不足10％，提升高强双相钛合金塑性、改善强塑性匹配，是制备高性能双相钛合金仍面临的挑战。
2、对于双相钛合金，可以通过合金化的方法，添加mo、cr、v、mn、fe、al等元素，调整元素含量配比，利用合金元素的固溶强化及其对钛合金相变的影响，提高钛合金的综合性能。而为了实现性能的再次提高，还需要研究小尺度的微观组织：次生相和α/β界面，其通过霍尔佩奇效应对双相钛合金性能的提升产生重要影响。因此，本专利技术开发一种新型双相钛合金的热处理方法，控制β中次生α的形貌和体积分数以及初生α中合金元素含量，改善高强钛合金的塑性，制备出高性能双相钛合金，推动双相钛合金在多个领域的应用。
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对现有高强双相钛合金塑性
2、本专利技术采用的技术方案具体包括下列步骤：
3、1)熔炼，通过真空自耗电弧炉熔炼获得钛合金铸锭、去除冒口和粗加工获得圆柱型铸锭。
4、2)轧制，对步骤1)所得铸锭进行轧制，在相变点以下40℃～60℃保温t1时间后进行轧制。
5、3)固溶处理，对轧制后的样品在相变点以下40℃～60℃温度保温t2时间，以一定速率冷却至室温。
6、4)时效处理，对固溶之后的样品在t1温度保温t3时间后空冷至室温。
7、优选地，本专利技术的新型钛合金按照质量百分比组分如下al:5％-8％、mo:4％-8％、cr:1％-3％、fe:0.5％-2％，余量为商业纯ti和不可避免的杂质。
8、优选地，在本专利技术中，步骤2)中保温时间t1＝0.5h-1h，轧制的单道次下压量为1mm，总变形量为80％，轧后空冷。
9、优选地，在本专利技术中，为了获得抗拉强度大于1350mpa，且塑性不低于10％的双相钛合金：步骤3)固溶处理的保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温，步骤4)中时效温度t1＝450℃～550℃,保温时间t3＝2h～3h。
10、优选地，在本专利技术中，为了获得屈服强度大于1300mpa，且塑性不低于10％的双相钛合金：步骤3)固溶处理的保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温，步骤4)中时效温度t1＝550℃～650℃,保温时间t3＝4h～5h。
11、优选地，在本专利技术中，为了获得抗拉强度大于1400mpa，且塑性不低于10％的双相钛合金：步骤3)固溶处理的保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温，步骤4)中时效温度t1＝450℃～550℃,保温时间t3＝4h～5h。
12、优选地，在本专利技术中，为了获得抗拉强度大于1500mpa，且塑性不低于8％的双相钛合金：步骤3)固溶处理的保温时间t2＝1h～2h，水冷至室温，步骤4)中时效温度t1＝450℃～550℃,保温时间t3＝4h～5h。
13、优选地，在本专利技术中，为了获得屈服强度大于1300mpa，且塑性不低于15％的双相钛合金：步骤3)固溶处理的保温时间t2＝1h～2h，水冷至室温，步骤4)中时效温度t1＝550℃～650℃,保温时间t3＝4h～5h。
14、有益效果：
15、(1)在本专利技术中，针对新型双相钛合金的热处理工艺简单，成本低生产效率高，可作为提高双相钛合金强塑性的有效手段。
16、(2)通过对时效温度、时间和固溶后冷却方式的选取，能够有效调控合金的微观组织，包括次生α的形貌、体积分数以及α/β界面的数量，在保持钛合金塑性损失不严重的情况下，显著提高其抗拉强度和屈服强度。
17、(3)通过本专利技术的热处理工艺，获得屈服强度1312mpa，抗拉强度1345mpa，断后延伸率为15.07％的高强高塑钛合金；获得屈服强度1390mpa，抗拉强度1517mpa，断后延伸率为8.57％的超高强钛合金；以及获得屈服强度1321mpa，抗拉强度1444mpa，断后延伸率为10.9％的相对强塑性匹配的高强双相钛合金。相比于传统双相钛合金力学性能具有明显优势。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第一步，在真空自耗电弧炉中熔炼新型双相钛合金Ti-Al-Mo-Cr-Fe，第二步，对熔炼后的铸锭在相变点以下40℃～60℃保温t1时间后进行轧制。第三步，对轧制后的样品在相变点以下40℃～60℃温度保温t2时间固溶处理，以一定速率冷却至室温。第四步，对固溶之后的样品时效热处理，在T1温度保温t3时间后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：本专利技术的新型双相钛合金按照质量百分比组分如下Al:5％-8％、Mo:4％-8％、Cr:1％-3％、Fe:0.5％-2％，余量为商业纯Ti和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第二步保温时间t1＝0.5h-1h，轧制的单道次下压量为1mm，总变形量为80％，轧后空冷。
4.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，以一定速率冷却至室温。第四步中的时效温度T1为45
5.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温。第四步中的时效温度T1为450℃～550℃，保温时间t3＝2h～3h。
6.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温。第四步中的时效温度T1为550℃～650℃，保温时间t3＝4h～5h。
7.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，空冷至室温。第四步中的时效温度T1为450℃～550℃，保温时间t3＝4h～5h。
8.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，水冷至室温。第四步中的时效温度T1为450℃～550℃，保温时间t3＝4h～5h。
9.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，水冷至室温。第四步中的时效温度T1为550℃～650℃，保温时间t3＝4h～5h。
...【技术特征摘要】
1.一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第一步，在真空自耗电弧炉中熔炼新型双相钛合金ti-al-mo-cr-fe，第二步，对熔炼后的铸锭在相变点以下40℃～60℃保温t1时间后进行轧制。第三步，对轧制后的样品在相变点以下40℃～60℃温度保温t2时间固溶处理，以一定速率冷却至室温。第四步，对固溶之后的样品时效热处理，在t1温度保温t3时间后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：本发明的新型双相钛合金按照质量百分比组分如下al:5％-8％、mo:4％-8％、cr:1％-3％、fe:0.5％-2％，余量为商业纯ti和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第二步保温时间t1＝0.5h-1h，轧制的单道次下压量为1mm，总变形量为80％，轧后空冷。
4.根据权利要求1所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征在于：第三步中固溶温度为相变点以下40℃～60℃，保温时间t2＝1h～2h，以一定速率冷却至室温。第四步中的时效温度t1为450℃～650℃，保温时间t3＝2h～5h。
5.根据权利要求4所述的一种新型高性能双相钛合金热处理方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐舜，高宇航，杨素媛，杨林，范群波，张飞，李梅琴，程兴旺，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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