一种提高亚稳态β钛合金超塑性的方法技术

一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时效处理。本发明专利技术提供的方法，通过对亚稳β钛合金在温度为440℃～545℃进行20min～70min的预时效处理，亚稳β钛合金析出一定量的α相，析出α相首先在β晶界处析出，α相的硬度较β相硬度高，在超塑性变形时，硬度高的α相对基体β相产生应变集中，一定程度上细化了β相晶粒，晶粒越细小、超塑性越好，进而增加亚稳β钛合金的超塑性。本发明专利技术实施例对亚稳β钛合金进行处理后获得的延伸率高达361.8％，相比未进行处理的亚稳β钛合金的延伸率为194.0％，延伸率提高167.8％。

Method for improving the Superplasticity of metastable beta titanium alloy

The invention relates to a method for improving the Superplasticity of a metastable beta titanium alloy. The method provided by the invention, the metastable beta titanium alloy at a temperature of 440 DEG to 545 DEG 20min ~ 70min pre aging treatment, the precipitation of metastable beta titanium alloy with certain amount of alpha, alpha beta in the first phase precipitation of grain boundary precipitation, the hardness of alpha phase is the phase of high hardness, during superplastic deformation high hardness, the alpha beta phase relative to the matrix strain concentration to a certain extent, the grain refinement phase, grain size, better superplasticity, thus increasing the Superplasticity of metastable beta titanium alloy. The embodiment of the invention can obtain the elongation rate of the metastable beta titanium alloy by up to 361.8%, and the elongation rate is increased by 167.8% compared with the prior treatment of the metastable beta titanium alloy, and the elongation rate is increased by about 194%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钛合金
，尤其涉及一种提高亚稳态β钛合金超塑性的方法。
技术介绍
金属的超塑性是指材料在晶粒形状、晶粒尺寸和相组成结构一定的内部条件以及温度和应变速率一定的外部条件下,呈现出异常低的流变抗力及异常高的流变性能，例如延伸率高达百分之几百。超塑性成型工艺的应用越来越广泛，钛合金超塑性主要在利用钛合金本身所具有的塑性特性的基础上进行成型研究，钛合金的超塑性成型的应用主要有：超塑性等温锻造、气压成形、超塑性挤压、真空成形等。亚稳β钛合金通过弥散强化提高强度、还具有优异的冷热成型性、深淬透性以及良好的抗腐蚀性、抗蠕变性能和抗氧化性等特性，广泛用于制作有温度要求的飞机结构件或发动机结构件、蜂窝、紧固件和液压管材等。但是亚稳β钛合金的超塑性较低，限制了亚稳β钛合金在超塑性成型工艺方面更为广泛的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，本专利技术提供的处理方法，能够显著提高亚稳β钛合金的超塑性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时效处理；所述预时效处理的温度为440℃～545℃，所述预时效处理的时间为20min～70min。优选的，所述预时效处理的温度为520℃，所述预时效处理的时间为40min。优选的，所述预时效处理的温度和所述预时效处理的时间按照以下步骤确定：获取亚稳β钛合金的预时效温度范围和预时效保温时间范围；在所述预时效温度范围和预时效保温时间范围内对所述亚稳β钛合金进行预时效处理；对所述预时效处理后亚稳β钛合金进行拉伸性能试验测试；根据所述拉伸性能测试的结果，得到对亚稳β钛合金进行预时效处理的温度和时间。优选的，所述亚稳β钛合金的预时效温度范围是400℃～600℃。优选的，所述预时效温度范围内按梯度选取5个预时效温度值，具体为第一预时效温度值、第二预时效温度值、第三预时效温度值、第四预时效温度值和第五预时效温度值；所述5个预时效温度值中相邻的两个预时效温度的差值优选独立地为20～50℃。优选的，所述亚稳β钛合金的预时效保温时间范围是20min～70min。优选的，所述预时效温度范围内按梯度选取5个预时效温度值，具体为第一预时效温度值、第二预时效温度值、第三预时效温度值、第四预时效温度值和第五预时效温度值；所述5个预时效温度值中相邻的两个预时效温度的差值优选独立地为20～50℃。优选的，所述亚稳β钛合金的化学组成式为：Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si。本专利技术提供了一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时效处理，所述预时效处理的温度为440℃～545℃，所述预时效处理的时间为20min～70min。本专利技术提供的方法，通过对亚稳β钛合金进行预时效处理，亚稳β钛合金析出一定量的α相，析出α相首先在β晶界处析出，α相的硬度较β相硬度高，在超塑性变形时，硬度高的α相对基体β相产生应变集中，一定程度上细化了β相晶粒，晶粒越细小、超塑性越好，进而增加亚稳β钛合金的超塑性。本专利技术实施例对亚稳β钛合金进行处理后获得的延伸率高达361.8％，相比未进行处理的亚稳β钛合金的延伸率为194.0％，延伸率提高167.8％。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例中拉伸性能测试试样结构图；图2为本专利技术实施例中未经过拉伸性能测试试样；图3为本专利技术对比例中未经过预时效处理的拉伸性能测试后的试样；图4为本专利技术实施例1中520℃保温20min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图5为本专利技术实施例2中520℃保温40min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图6为本专利技术实施例2中520℃保温70min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图7为本专利技术实施例3中440℃保温40min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图8为本专利技术实施例3中480℃保温40min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图9为本专利技术实施例3中545℃保温40min的预时效处理拉伸性能测试后的试样；图10为本专利技术实施例中亚稳β钛合金延伸率随不同预时效温度范围的变化规律；图11为本专利技术实施例中亚稳β钛合金延伸率随不同预时效时间范围的变化规律。具体实施方式本专利技术提供了一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时效处理，所述预时效处理的温度为440℃～545℃，所述预时效处理的时间为20min～70min。本专利技术提供的方法，在变形前440℃～545℃温度范围内，通过对亚稳β钛合金进行20min～70min预时效处理，亚稳β钛合金析出一定量的α相，α相的硬度较β相硬度高，进行20～70min时间的预时效处理，析出α相首先在β晶界处析出，并且避免α相的长大，确保β相的稳定存在。在超塑性变形时，变形主要集中在β相基体中，高硬度的α相阻碍变形并产生应力集中，提高位错密度，促使动态再结晶发生，细化β相晶粒。另外，细小的α相也对β相晶粒的长大起了抑制作用，晶粒越细小、超塑性越好，因此，通过短时间预时效处理后亚稳β钛合金能够获得更优的超塑性。本专利技术为了得到对亚稳β钛合金进行预时效处理的温度和时间，本专利技术优选先获取亚稳β钛合金的预时效温度范围和预时效保温时间范围。本专利技术中，所述亚稳β钛合金的化学组成式优选为：Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si，经真空熔炼后轧制成棒材，作为超塑性拉伸试样的原材料。对所述亚稳β钛合金的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的亚稳β钛合金锻件即可。经500-560℃温度保温8-10h固溶时效处理后的钛合金可以获得较高强度，本发明将520℃作为拉伸试验前的最初探索的预时效温度，经较短预时效保温时间以均匀弥散析出一定量的细小α相为目标，以20min为最初探索的预时效保温时间。在本专利技术中，所述预时效温度范围优选为400℃～600℃，预时效保温时间范围优选为20min～70min。获得亚稳β钛合金的预时效温度范围和预时效时间范围后，本专利技术在所述预时效温度范围和预时效时间范围内对所述亚稳β钛合金进行预时效处理。为了更好的筛选出效果较优的温度和时间，本专利技术优选在预时效温度范围内取不同的预时效温度值、在预时效保温时间范围内取不同的预时效保温时间值。本专利技术优选在所述预时效温度范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时效处理；所述预时效处理的温度为440℃～545℃，所述预时效处理的时间为20min～70min。

【技术特征摘要】
1.一种提高亚稳β钛合金超塑性的方法，对所述亚稳β钛合金进行预时
效处理；所述预时效处理的温度为440℃～545℃，所述预时效处理的时间为
20min～70min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预预时效处理的温度
为520℃，所述预时效处理的时间为40min。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预时效处理的温度和
所述预时效处理的时间按照以下步骤确定：
获取亚稳β钛合金的预时效温度范围和预时效保温时间范围；
在所述预时效温度范围和预时效保温时间范围内对所述亚稳β钛合金进
行预时效处理；
对所述预时效处理后亚稳β钛合金进行拉伸性能试验测试；
根据所述拉伸性能测试的结果，得到对亚稳β钛合金进行预时效处理的
温度和时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述亚稳β钛合金的预时
效温度范围是400℃～600℃。
5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董洪波，邹忠波，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36