一种提高激光熔覆成形Ti-5321钛合金塑性的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高激光熔覆成形Ti

【技术实现步骤摘要】
一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法


[0001]本专利技术属于金属热处理
，具体涉及一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法。

技术介绍

[0002]激光熔覆成形技术是一种结合了表面强化技术和快速原型制造技术的近净成形增材制造技术，具有加工材料种类多、成形零件复杂度高、成形结构优化、成形速度快、性价比高等优势，被广泛应用于航空航天、军工装备和海洋船舶等领域。与铸锻焊等传统成形加工技术相比，在成形和修复形状复杂的零件方面，其具有极大的优势和广泛的可应用领域。
[0003]高强韧Ti
‑
5321(Ti
‑
5Al
‑
3Mo
‑
3V
‑
2Zr
‑
2Cr
‑
1Nb
‑
1Fe)钛合金是以高强合金Ti
‑
1300和TC21为原型基础合金，设计和研发的一种兼具高强度和高塑韧性的新型钛合金。由于Ti
‑
5321钛合金中Al和V元素含量较高，因此具有广阔的组织调控空间。在激光熔覆沉积逐层堆积成形构件过程中，由于激光存在快速激冷和激热、热循环特征复杂的特点，使激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金原始网篮组织的塑性较差，延伸率El仅为6.0％，无法满足航空领域对高性能钛合金的需求。对激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金进行特定多重热处理，可以有效消除残余应力，在强度不变的情况下提高塑性，调控出强度和塑性更加匹配的微观组织，满足航空航天对高强塑钛合金材料的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法。该方法采用多级热处理，通过改善α相尺寸和形貌来调控激光熔覆成形钛合金的原始组织，将原始粗片层α转变为棒状α和超细片层α，有效调控α相的尺寸、含量及组织类型，使得激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的强度不变而塑性提高，解决了激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金构件塑性偏低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法，其特征在于，对激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金进行多级热处理，将原始组织中粗片层α转变为棒状α和超细片层α，使得激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的强度不变而塑性提高。
[0006]上述的一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法，其特征在于，所述多级热处理包括以下步骤：
[0007]步骤一、将激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金加热至530℃～540℃并保温6h～8h，然后空冷至室温；
[0008]步骤二、将步骤一中经空冷后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金加热至800℃～810℃并保温1h～2h，然后空冷至室温；
[0009]步骤三、将步骤二中经空冷后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金加热至570℃～580℃并保温6h～8h，然后空冷至室温。
[0010]上述的一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法，其特征在于，所述多级热处理后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的强度不变，延伸率提高至8％以上
[0011]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0012]1、本专利技术针对激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的组织特点，对其采用多级热处理，通过改善α相尺寸和形貌来调控激光熔覆成形钛合金的原始组织，将原始粗片层α转变为棒状α和超细片层α，有效调控α相的尺寸、含量及组织类型，使得激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的强度不变而塑性提高，满足了航空航天对高强塑钛合金材料的要求。
[0013]2、本专利技术经多级热处理后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的抗拉强度由最高1104MPa提高至超过1171MPa，在保持原有强度或小幅超过原有强度的同时，延伸率大大提高，由最高6.0％提高至8％以上。
[0014]3、本专利技术经多级热处理后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金具有更好的强度和塑性匹配关系，且工艺流程简单，易于实施操作，适用于工业生产，具有良好的生产应用前景。
[0015]下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的显微组织图。
[0017]图2为本专利技术实施例1中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金经多级热处理后的低倍显微组织图。
[0018]图3为本专利技术实施例1中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金经多级热处理后的高倍显微组织图。
具体实施方式
[0019]实施例1
[0020]本实施例包括以下步骤：
[0021]步骤一、将具有粗片层α的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金放入箱式电阻炉中随炉加热至530℃并保温6h，然后空冷至室温；
[0022]步骤二、将步骤一中经空冷后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金放入箱式电阻炉中随炉加热至800℃并保温1h，然后空冷至室温；
[0023]步骤三、将步骤二中经空冷后的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金放入箱式电阻炉中随炉加热至580℃并保温6h，然后空冷至室温。
[0024]图1为本实施例中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的显微组织图，从图1可知，激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金原始组织中具有粗片层α。
[0025]图2和图3分别为本实施例中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金经多级热处理后的低倍和高倍显微组织图，从图2～图3可知，激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金经多级热处理后的显微组织中含有棒状α和超细片层α。
[0026]经检测，本实施例中激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金经多级热处理后的强度为1171MPa，延伸率为8.5％。
[0027]实施例2
[0028]本实施例包括以下步骤：
[0029]步骤一、将具有粗片层α的激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金放入箱式电阻炉中随炉加热至540℃并保温6h，然后空冷至室温；
[0030]步骤二、将步骤一中经空冷后的激光熔覆成形Ti
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法，其特征在于，对激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金进行多级热处理，将原始组织中粗片层α转变为棒状α和超细片层α，使得激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金的强度不变而塑性提高。2.根据权利要求1所述的一种提高激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金塑性的热处理方法，其特征在于，所述多级热处理包括以下步骤：步骤一、将激光熔覆成形Ti
‑
5321钛合金加热至530℃～540℃并保温6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国政，赵永庆，贾蔚菊，赵秦阳，高广睿，周伟，毛成亮，呼丹，王建军，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院长安大学西安赛福斯材料防护有限责任公司，
类型：发明
国别省市：