【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛合金抗疲劳性能，尤其涉及一种tc4钛合金及其热处理方法。
技术介绍
1、tc4钛合金，成分为ti-6al-4v，由于具有比强度高，焊接性、热稳定性较好等优点，综合使用性能优异，被作为承力结构材料广泛应用于航空航天、海洋、汽车及军事等工业领域。目前，国内外学者对热处理调控钛合金的显微组织及性能方面进行了大量研究，公开号为cn106367703的专利介绍了一种tc4钛合金锻件的固溶时效热处理工艺，有效解决了tc4钛合金锻件在传统退火热处理工艺下的室温强度低和高温持久性能不合格的问题；公开号为cn107779801的专利介绍了一种装甲tc4钛合金的多重热处理方法，获得的钛合金为双态组织，并具有良好的强塑性匹配和优异的抗弹性能。
2、现有技术已报道了钛合金在普通退火、传统固溶时效，以及多重热处理等热处理工艺下的力学及疲劳性能。且钛合金的等轴组织由于具有优异的疲劳寿命，装甲车辆用钛合金结构件一般以等轴组织为主。
3、因此，研究得到一种tc4钛合金及其热处理方法，制备一种更高塑性，且疲劳裂纹扩展速率更低的等轴组织tc4钛合金结构件材料具有重要的工程意义和科学价值。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种tc4钛合金及其热处理方法，其目的是制备得到一种具有高塑性、低疲劳裂纹扩展速率的等轴组织tc4钛合金材料。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种tc4钛合金的热处理方法，包括以下步骤
4、将tc4钛合金顺次进行固溶处理、低温预时效处理和高温再时效处理后完成对tc4钛合金的热处理；
5、低温预时效处理的温度为255～265℃，低温预时效处理的时间为3～7h；
6、高温再时效处理的温度为545～555℃，高温再时效处理的时间为3～7h。
7、优选的，所述tc4钛合金为全等轴组织形貌的tc4钛合金。
8、优选的，所述tc4钛合金中，初生等轴α相的占比为75～95％，β相严重破碎，均匀分布在α相基底上。
9、优选的，所述固溶处理的温度为880～910℃，固溶处理的时间为45～75min。
10、优选的，固溶处理完成后进行冷却，冷却为水冷。
11、优选的，低温预时效处理和高温再时效处理完成后独立的进行冷却，冷却为空冷。
12、本专利技术还提供了所述一种tc4钛合金的热处理方法所制备得到的tc4钛合金。
13、优选的，所述tc4钛合金的拉伸强度为1100～1200mpa，延伸率为15～17％。
14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
15、本专利技术所制备得到的tc4钛合金初生等轴α相含量为45～55％，与传统固溶时效相当；但β转变产物中的条状β相析出物厚度为15～20nm，较传统固溶时效的25～30nm明显细化，且更加弥散均匀；在满足等轴组织优异疲劳寿命的同时，拉伸强度为1100～1200mpa，延伸率为15～17％，稳态扩展区的平均疲劳裂纹扩展速率为1.5～2.0mm/104cycles，性能较传统固溶时效热处理工艺有很大提升。可见，本专利技术所制得的tc4钛合金在保证等轴组织良好强度的同时，大幅提升了延伸率，并降低了其疲劳裂纹的扩展速率，有效提升了tc4钛合金的使用性能。
16、本专利技术所制备得到的tc4钛合金，由于预时效温度较低，元素扩散速度减慢，在基体中形成的α相稳定元素偏聚区，使析出α相的驱动力增大，进而得到均匀、细小弥散的次生α相；并在高温再时效处理时直接长大，且受到相邻次生α相的限制，最后得到细小的次生α相。而现有技术中单重时效由于温度较高，过冷度较小，元素扩散速度快，因此细化作用没有双重时效明显。
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1.一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述TC4钛合金为全等轴组织形貌的TC4钛合金。
3.根据权利要求2所述一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述TC4钛合金中，初生等轴α相的占比为75～95％，β相严重破碎，均匀分布在α相基底上。
4.根据权利要求2所述一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为880～910℃，固溶处理的时间为45～75min。
5.根据权利要求4所述一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，固溶处理完成后进行冷却，冷却为水冷。
6.根据权利要求1所述一种TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，低温预时效处理和高温再时效处理完成后独立的进行冷却，冷却为空冷。
7.权利要求1～6任一项所述一种TC4钛合金的热处理方法所制备得到的TC4钛合金。
8.根据权利要求7所述TC4钛合金，其特征在于，所述TC4钛合金的拉伸强度为1100～1200MPa，延伸率为15～17％。
...【技术特征摘要】
1.一种tc4钛合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种tc4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述tc4钛合金为全等轴组织形貌的tc4钛合金。
3.根据权利要求2所述一种tc4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述tc4钛合金中，初生等轴α相的占比为75～95％，β相严重破碎，均匀分布在α相基底上。
4.根据权利要求2所述一种tc4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为880～910℃，固溶处理的时间为45～75m...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，刘馨宇，蒋宏利，谢本昌，岑耀东，王东梅，包喜荣，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：
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