【技术实现步骤摘要】
涉及金属材料科学与工程领域，特别是一种针对zti60钛合金进行微观组织调控和力学性能改进的方法，通过精确控制铝、氧和钼元素的含量及其分布，以达到显著提升zti60钛合金综合力学性能的目的。
技术介绍
1、钛合金因其卓越的比强度、良好的耐腐蚀性、优异的生物相容性和高的热稳定性，在航空航天、航海、化工、汽车制造、医疗器械等领域得到了广泛应用。其中，zti60作为一种含有铝、钒、钼等元素的近α型钛合金，具有较高的强度和良好的成形性，尤其适用于需要承受复杂应力状态和恶劣环境条件的场合。
2、然而，zti60钛合金的力学性能仍有待进一步优化以满足日益严格的工程应用需求。已知，铝元素作为α稳定剂，可以改变钛合金的相组成，增加合金的室温强度；但过量的铝可能导致有害相析出，降低合金的塑性和韧性。而氧元素虽然通常被视为杂质，但在一定范围内，适量的氧可以生成氧化物颗粒，对钛合金起到弥散强化作用，改善疲劳性能。另外，钼元素作为强β稳定剂，能够有效地调节β相的稳定性，有助于形成有利的亚微米级金属间化合物，从而显著提高合金的硬度和高温强度。
3、目前，对于zti60钛合金的研究主要集中在如何通过精准调控铝、氧、钼等次要合金元素的含量和分布，以实现微观组织优化和力学性能的提升。然而，现有的调控方法存在诸多问题，如非金属夹杂物难以有效控制，微量元素的均匀分布难以保证，以及热处理过程中可能产生的相变不完全或过度析出等问题，均制约了zti60钛合金性能潜力的充分发挥。因此，亟需研发一种新的调控方法，能够精细化地调整zti60钛合金中的铝、
技术实现思路
1、为解决现有技术中，zti60钛合金在力学性能方面存在的包括低强度、低延展性和高脆性的不足，限制了钛合金在高性能应用中的使用，尤其是在航空航天和生物医学等领域的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
2、一种优化zti60钛合金力学性能的方法，该方法按以下步骤进行：
3、步骤1：根据预先设定的元素含量范围，将纯钛与铝、钼、氧等元素以适当比例进行配料。
4、步骤2：在超低氧气氛下进行真空自耗电弧炉熔炼。
5、进一步，提供一个优选实施方式，步骤1中铝：3.0％～4.0％，氧：0.10％～0.12％，钼：1.5％～2.5％。
6、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了所述的方法制得的zti60钛合金。
7、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了zti60钛合金进行热等静压处理的方法，用于对所述的zti60钛合金进行热等静压处理，热等压参数为：保温温度920±10℃，时间2～2.5h，保压压力110～140mpa，在保温结束后随炉冷却。
8、进一步，提供一个优选实施方式，所述随炉冷却具体为：冷却至300℃以下。
9、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了所述的方法制得的热等静压态的zti60钛合金。
10、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了热等静压态zti60合金进行均匀化退火热处理方法，用于对所述的热等静压态的zti60钛合金进行均匀化退火热处理，均匀化退火热处理工艺参数为：保温温度730±10℃，时间1.5～3h，在保温结束后随炉冷却。
11、进一步，提供一个优选实施方式，所述随炉冷却具体为：冷却至300℃以下。
12、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了所述的方法制得高强度的zti60合金。
13、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了板材，所述板材采用所述的高强度的zti60合金制备。
14、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案的有益之处在于：
15、微观结构优化：通过精确控制zti60钛合金中铝(al)、氧(o)和钼(mo)元素的含量，能够在微观层面上诱导形成更加理想的组织结构。铝元素在3.0％至4.0％的范围内，既发挥了有效的固溶强化作用，又避免了过量引起的脆性增大。氧元素在限定的0.10％至0.13％含量区间内，生成的氧化物颗粒均匀分布在合金基体中，显著增强了合金的抗疲劳性能。而钼元素含量在1.5％至2.5％时，促进了有益的金属间化合物形成，提高了合金的硬度和高温强度，同时确保了足够的韧性和耐久性。
16、力学性能提升：通过本专利技术的成分调控和相应的热处理工艺，zti60钛合金的力学性能得到了显著提升。具体体现在抗拉强度达714mpa、屈服强度达630mpa、断后伸长率达15.3％，力学性能大大提高。
17、工艺可行性与经济性：本专利技术提供的工艺流程具有良好的操作性和经济实用性。通过先进的熔炼技术和精密的热处理程序，确保了合金成分的精确控制和微观组织的优化，同时降低了生产成本和能耗，提升了整个生产过程的效率。
18、应用范围扩大：鉴于上述显著性能提升，本专利技术的zti60钛合金可在航空航天、海洋工程、医疗植入器械、石油化工等领域中替代或升级现有的材料，拓宽了其在极端环境条件下服役的能力和适用范围。
19、进一步，本专利技术带来的有益效果还包括：
20、通过优化原料配比和采用真空熔炼，方案显著降低了合金中的氧含量，从而提高了合金的抗拉强度和屈服强度。这种改进与现有研究相比，显著提高了材料的力学性能，使其更适合承受高应力条件下的应用。
21、热等静压处理和均匀化退火的结合，使得合金的微观结构更加均匀，减少了内部缺陷和相的非均匀分布。这种方法相比于传统的热处理技术，能有效提升合金的延展性和韧性，减少了脆性断裂的风险，从而扩展了其使用寿命。
22、最后，通过全面的力学性能和微观结构检测，确保了优化后的zti60钛合金的高性能稳定性。这种系统性的验证方法在当前研究中较为少见，有助于提升材料的可靠性，满足工业应用的严格要求。
23、适合应用于提升zti60钛合金综合力学性能的工作中。
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1.一种优化ZTi60钛合金力学性能的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中铝：3.0％～4.0％，氧：0.10％～0.12％，钼：1.5％～2.5％。
3.权利要求1-2任一项所述的方法制得的ZTi60钛合金。
4.ZTi60钛合金进行热等静压处理的方法，用于对权利要求3所述的ZTi60钛合金进行热等静压处理，其特征在于，热等压参数为：保温温度920±10℃，时间2～2.5h，保压压力110～140MPa，在保温结束后随炉冷却。
5.根据权利要求4所述的ZTi60钛合金进行热等静压处理的方法，其特征在于，所述随炉冷却具体为：冷却至300℃以下。
6.权利要求4所述的方法制得的热等静压态的ZTi60钛合金。
7.热等静压态ZTi60合金进行均匀化退火热处理方法，用于对权利要求6所述的热等静压态的ZTi60钛合金进行均匀化退火热处理，其特征在于，均匀化退火热处理工艺参数为：保温温度730±10℃，时间1.5～3h，在保温结束后随炉冷却。
8.根据
9.权利要求7所述的方法制得高强度的ZTi60合金。
10.板材，其特征在于，所述板材采用权利要求9所述的高强度的ZTi60合金制备。
...【技术特征摘要】
1.一种优化zti60钛合金力学性能的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中铝：3.0％～4.0％，氧：0.10％～0.12％，钼：1.5％～2.5％。
3.权利要求1-2任一项所述的方法制得的zti60钛合金。
4.zti60钛合金进行热等静压处理的方法，用于对权利要求3所述的zti60钛合金进行热等静压处理，其特征在于，热等压参数为：保温温度920±10℃，时间2～2.5h，保压压力110～140mpa，在保温结束后随炉冷却。
5.根据权利要求4所述的zti60钛合金进行热等静压处理的方法，其特征在于，所述随炉冷却具体为：冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁雪，吴东辉，张洋，
申请(专利权)人：航天海鹰哈尔滨钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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