一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法技术

本发明专利技术公开的一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法。例如，选取的钛合金板材进行加工和必要的化铣处理后，真空热处理去除钛合金本体的氢含量。将除氢后的钛合金板材在一定的温度下保持真空度，将含氢的混合气体充入到加热炉，并保温数小时后，冷却至室温，得到本发明专利技术钛合金中氢标准物质。经过检测，该系列钛合金氢标准物质中的氢含量得到有效控制，氢含量均匀一致。

Method for controlling hydrogen content uniformity of titanium alloy material

The invention discloses a method for controlling the uniformity of hydrogen content in a titanium alloy material. For example, after the processing of the selected titanium alloy plate and the necessary milling treatment, the hydrogen content of the titanium alloy body is removed by vacuum heat treatment. The addition of titanium alloy sheet after hydrogen at a certain temperature to keep the vacuum, the hydrogen containing gas mixture into the heating furnace, and heat preservation hours after cooling to room temperature, get the standard material of the invention of hydrogen in titanium alloy. After testing, the hydrogen content of the series of titanium alloy hydrogen standard material has been effectively controlled, and the hydrogen content is uniform.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，属于钛合金材料，特别是钛合金标准物质中的充氢制备工艺领域，用于制备钛合金氢标准物质。
技术介绍
TC4是一种中等强度的α+β型两相钛合金，具有优异的综合性能，合金长时间工作温度可达400℃，在航空航天中得到广泛应用，是飞机、舰船等国防行业中用途最多、用量最大的钛合金材料。氢元素在钛合金中属于有害元素，当氢含量超出一定范围后，会导致材料性能的急剧下降，出现氢脆等失效形式，直接影响产品质量。因此，严格控制钛合金中的氢含量，是保证钛合金产品质量的重要手段之一。钛合金中氢含量测定一般采用热导法和红外法，上述两种方法均为仪器分析法。而固体的钛合金氢标准物质是进行钛合金中氢含量测定的必需品。如何保证充氢过程的顺利完成和钛合金中氢含量的均匀性是钛合金氢标准物质制备的重要任务。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是提供一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，解决国内现有钛合金氢标准物质含量，在30μg/g～200μg/g范围内无有效分布点，无法满足钛合金中氢检测的问题。技术方案提供一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1、除氢将钛合金材料置于真空环境中，并将环境温度加热至300℃～800℃，加热时间为至少30min，其中，真空环境的压强不超过1×10-3Pa；步骤2、充氢使得钛合金材料保持在真空环境中，并使得环境温度冷却至，将定量的均匀混合气充入到所述的真空环境中形成混合气环境，所述的混合气体包括氢气与惰性气体；之后将混合气环境加热至300℃～800℃，并保温30min以上，再冷却至室温。优选地，所述的钛合金材料为钛合金板材或钛合金棒材。优选地，所述的真空环境由真空加热炉提供。优选地，所述的钛合金材料的元素质量分数如下：铝Al为5.5～6.8％、钒V为3.5～4.5％、铁Fe低于0.3％、硅Si低于0.15％、余量为钛Ti。优选地，步骤2中，定量的混合气通过多点进气的方式充入到真空环境中。优选地，在步骤一中，加热钛合金材料之前，对板材表面进行化铣处理后。优选地，在真空环境中，所述的钛合金材料置于工装托架上。优选地，所述混合气体中，氢气的体积百分含量为5～15％技术效果通过固态除氢充氢工艺路线，在真空炉内采取多点进气的方式，控制加热温度缓慢升温，保温数小时，冷却至室温。获得TC4钛合金氢标准物质，均匀性良好，稳定性强，达到了国际同类标准的先进水平。具体实施方式结合本方法技术方案作进一步详述。提供一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，具体包括以下步骤：步骤1：除氢对选取的钛合金板材(例如TC4钛合金)，各元素的质量分数如下：Ti～90％,Al～6％,V～4％,Fe～0.05％,Si～0.05％，之后将钛合金板材进行化铣处理，并置于真空加热炉中进行除氢加热，加热温度至300℃～500℃、真空炉的内压强为1×10-3Pa、保温时间至少30min；其中，钛合金板材在加热后可以机加工为试棒；步骤2：充氢将除氢后的钛合金板材在真空加热炉中冷却至环境温度，在真空炉中充入氢与惰性气体的混合气，且采取多点进气的方式充气，将气体充入到加热炉后，控制加热温度缓慢升温至400℃～500℃，保温6～8小时后，冷却至室温。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1、除氢将钛合金材料置于真空环境中，并将环境温度加热至300℃～800℃，加热时间为至少30min，其中，真空环境的压强值小于等于10‑3Pa；步骤2、充氢使得钛合金材料保持在真空环境中，并使得环境温度冷却至，将定量的均匀混合气充入到所述的真空环境中形成混合气环境，所述的混合气体包括氢气与惰性气体；之后将混合气环境加热至300℃～800℃，并保温30min以上，再冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1、除氢将钛合金材料置于真空环境中，并将环境温度加热至300℃～800℃，加热时间为至少30min，其中，真空环境的压强值小于等于10-3Pa；步骤2、充氢使得钛合金材料保持在真空环境中，并使得环境温度冷却至，将定量的均匀混合气充入到所述的真空环境中形成混合气环境，所述的混合气体包括氢气与惰性气体；之后将混合气环境加热至300℃～800℃，并保温30min以上，再冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，其特征在于：所述的真空环境由真空加热炉提供。3.根据权利要求1所述的一种钛合金材料氢元素含量均匀性的控制方法，其特征在于：所述的钛合金材料中各元素质量分数如下：铝Al为5.5～6.8％、钒V为3.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，杨春晟，王志远，王荣，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11