【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钛合金热处理，具体涉及一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法。
技术介绍
0、技术背景
1、钛合金因具有高比强度、优异耐腐蚀性和抗疲劳性能等特点，已广泛应用于航空航天等领域的关键承力构件。强塑性匹配差是目前钛合金研究领域的难点和热点问题，一旦合金的化学成分确定后，通过热加工和热处理技术是调节合金强塑性匹配的有效手段。一般地，钛合金的微观组织可根据组织形态差异分为四大组织类型，即等轴组织、片层组织、网篮组织和双态组织，但该类组织一定程度提高了合金的综合力学性能，但是依然存在强度提升的同时必然牺牲塑性的矛盾。例如，等轴组织具有高塑性低强度，片层组织具有高强度低塑性等等。因此，目前的组织类型及热加工热处理技术已经无法满足高强韧钛合金对性能的要求，因此发展出了多重热处理工艺，通过调整固溶时效温度时间及冷却方式之间的协调来精准调控合金的组织形态、相含量尺寸等，从而形成一种多态组织类型，以最大限度地发挥合金的性能潜力。目前，已有科研工作者开发出新型热加工技术，在高强韧钛合金中成功制备出一种三态组织结构，但由于需要采用相变点附近锻造等，增加了组织调控难度，严重影响了钛合金三态组织结构的调控及推广应用。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，首次采用高能脉冲电流快速加热技术对高强钛合金进行组织调控研究，获得同时包含等轴α相、粗板条α相和纳米α相的三态组织结构，获得不同尺度α相强韧化作用有机结合，从而改善合金的强塑
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，利用电火花线切割制备板状或圆棒试样，所述试样为亚稳ti55531钛合金，其名义成分为ti-5al-5mo-5v-3cr-1zr；
5、步骤2，将步骤1所述板状或圆棒试样放入手套箱，并将该试样与高能脉冲电源的正负极相连接；
6、步骤3，对手套箱抽真空，随后通入惰性气体保护，防止试样被氧化；
7、步骤4，接通脉冲电源，调整脉冲电压、电流和脉冲频率，对钛合金试样进行加热处理；
8、步骤5，将经脉冲电流加热处理后的钛合金板状或圆棒试样放入箱式热处理炉中进行伪调幅分解机制工艺处理，具体过程为：首先，将试样放在温度760-800℃的热处理炉中，保温时间27-32分钟；之后，将试样放置于500-600℃的热处理炉中，保温200-250分钟，冷却至室温，即得到钛合金三态组织结构。
9、进一步地，步骤1中所述试样截面积为4-15mm2。
10、进一步地，步骤2中将试样与高能脉冲电源的正负极相连接的具体方法为：脉冲电源正负极采用铜锌合金板将待加热试样两端夹持。
11、进一步地，步骤3对手套箱抽真空，真空度为3.5kpa，采用高纯惰性气体氩气，气压保持80-85kpa。
12、进一步地，步骤4中所述脉冲电压45-50v，持续加热时间5-10分钟。
13、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
14、1、本专利技术不需要改变合金成分，也不需要进行锻造轧制等热加工处理，仅通过调整脉冲电加热参数及时间，即可在短时间内获得与传统热加工方式制备的三态组织结构；
15、2、采用高能脉冲电流加热，有效抑制了β晶粒的异常粗化，为后续不同形态α相的析出及调控奠定了良好的组织基础；
16、3、本专利技术将脉冲电流与“伪调幅分解机制”工艺的优势相结合，设计并制备出α相呈现微米等轴形状、板条形状和纳米尺寸α共存的新型三态组织模式，且有效抑制晶界连续α相的形成；
17、4、该三态组织由硬质纳米尺寸片层α相和较软的微米尺寸等轴及板条α相组成，将微米尺寸α相的韧化作用和纳米α颗粒的强化作用相结合，在不显著降低合金强度的同时，有效改善合金的塑韧性。
18、5、该电脉冲加热方法操作简单，热处理速度快效率高，且无有害气体产生，经济环保，既可以提高材料的生产效率，又可以降低能源消耗，是极具竞争潜力的新型热处理技术，具有广泛的推广应用前景。
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1.一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤1中所述试样截面积为4-15mm2。
3.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤2中将试样与高能脉冲电源的正负极相连接的具体方法为：脉冲电源正负极采用铜锌合金板将待加热试样两端夹持。
4.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤3对手套箱抽真空，真空度为3.5KPa，采用高纯惰性气体氩气，气压保持80-85KPa。
5.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤4中所述脉冲电压45-50V，持续加热时间5-10分钟。
【技术特征摘要】
1.一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤1中所述试样截面积为4-15mm2。
3.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金三态组织的制备方法，其特征在于，步骤2中将试样与高能脉冲电源的正负极相连接的具体方法为：脉冲电源正负极采用铜...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭长生，杨涛，包婷婷，张国君，问林先，陆恒平，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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