一种Ti2AlNb合金细晶板材及其超塑性成形的方法和应用技术

技术编号：40679574 阅读：3 留言：0更新日期：2024-03-18 19:18

本发明专利技术涉及合金加工技术领域，具体而言，涉及一种Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金细晶板材及其超塑性成形的方法和应用。该方法既可以获得细晶等轴组织，又可以提高超塑性成形的应变速率，缩短构件的成形时间。超塑性成形方法处理后的Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金细晶板材，具有较高的超塑性，为后续航空航天Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金薄壁复杂构件的成型奠定良好基础。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金加工，具体而言，涉及ti2alnb合金细晶板材及其超塑性成形的方法和应用。

技术介绍

1、ti2alnb合金具有密度低、热膨胀系数小、阻燃性能好、比强度高、断裂韧性高、高温抗蠕变性能好等优点，可在600℃～750℃长时使用或在更高温度短时间应用的结构材料，尤其是在航空航天结构材料方面表现出非常大的应用潜力，对于提高飞行器的推重比、提高燃油效率以及高温服役性能等方面都具有重要意义。

2、材料超塑性是指在特定条件下(高温、细晶粒和低应变速率)，材料出现异常高延伸率的总称。通常以延伸率超过100％判定材料具有超塑性。现在超塑成形技术已作为航空航天领域大型整体复杂薄壁构件成形的关键技术之一，该技术可用来生产低成本、高减重和近无余量加工的复杂构件。

3、随高性能飞行器的快速发展，对ti2alnb合金薄壁复杂构件的需求越来越迫切。因此要求ti2alnb合金薄板具有良好超塑成形性能和不同方向均匀的变形能力。但目前常规ti2alnb合金薄板为获得较高的超塑性能，应变速率多控制在10-5s-1的量级，这导致构件的成形时间过长，难以满足工程化应用的需求，同时常规ti2alnb合金薄板还存在各向异性差异大，降低了超塑成形构件的质量。

4、有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，该方法既可以获得细晶等轴组织，又可以提高超塑性成形的应变速率，缩短构件的成形时间。

2、本专利技术的第二目的在于提供如上所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法处理后的ti2alnb合金细晶板材，具有较高的超塑性，为后续航空航天ti2alnb合金薄壁复杂构件的成型奠定良好基础。

3、本专利技术的第三目的在于提供如上所述ti2alnb合金细晶板材在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：

5、本专利技术所提供的一种ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，包括以下步骤：

6、将ti2alnb合金细晶板材在900℃～1000℃下进行退火处理，然后在900℃～1000℃、应变速率在1×10-4s-1～5×10-3s-1之间进行超塑性成形处理。

7、优选地，所述退火处理的时间为2h～3h。

8、优选地，所述ti2alnb合金细晶板材中，组织为细小的等轴组织，o相颗粒的尺寸＜5μm，o相颗粒的长宽比小于3﹕1，o相晶体学取向无择优分布，b2相呈现{111}〈110〉织构。

9、优选地，所述ti2alnb合金细晶板材的制备方法，包括：

10、(a)沿ti2alnb合金板坯宽度方向进行第一火次轧制，然后沿ti2alnb合金板坯长度方向进行第二火次轧制，得到板坯a；

11、(b)将所述板坯a沿宽度方向进行至少两火次轧制，得到板坯b；

12、(c)将所述板坯b沿长度方向进行一火次轧制，再沿长度方向进行包覆轧制；

13、步骤(b)中沿宽度方向的变形率与步骤(c)中沿长度方向的变形率的差值的绝对值≤20％；

14、在步骤(a)、(b)和(c)中，轧制的温度为900～1080℃。

15、优选地，步骤(a)中，所述第一火次轧制沿宽度方向的变形率为10％～40％，所述第二火次轧制沿长度方向的变形率为10％～40％。

16、优选地，步骤(b)中，沿宽度方向的总变形率为50％～90％；步骤(c)中，沿长度方向的总变形率为50％～90％。

17、优选地，步骤(b)中，沿宽度方向的各火次的变形率各自独立地为15％～60％。

18、优选地，步骤(c)中，所述一火次轧制中，沿长度方向的变形率为10％～50％；所述包覆轧制的变形率为15％～80％。

19、本专利技术所提供的所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法所制得的ti2alnb合金细晶板材。

20、本专利技术所提供的所述的ti2alnb合金细晶板材在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：

22、(1)本专利技术所提供的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，可以获得细晶等轴组织，又可以提高超塑性成形的应变速率，缩短构件的成形时间。

23、(2)本专利技术所提供的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，采用低各向异性的ti2alnb合金细晶板材为原材料，进一步通过退火获得细晶等轴组织，有利于合金板材获得更高的超塑性。

24、(3)本专利技术所提供的ti2alnb合金细晶板材，具有较高的超塑性，为后续航空航天ti2alnb合金薄壁复杂构件的成型奠定良好基础。

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【技术保护点】

1.一种Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述退火处理的时间为2h～3h。

3.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述Ti2AlNb合金细晶板材中，组织为细小的等轴组织，O相颗粒的尺寸＜5μm，O相颗粒的长宽比小于3﹕1，O相晶体学取向无择优分布，B2相呈现{111}〈110〉织构。

4.根据权利要求3所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述Ti2AlNb合金细晶板材的制备方法，包括：

5.根据权利要求4所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述第一火次轧制沿宽度方向的变形率为10％～40％，所述第二火次轧制沿长度方向的变形率为10％～40％。

6.根据权利要求4所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的总变形率为50％～90％；步骤(c)中，

7.根据权利要求4所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的各火次的变形率各自独立地为15％～60％。

8.根据权利要求4所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，步骤(c)中，所述一火次轧制中，沿长度方向的变形率为10％～50％；所述包覆轧制的变形率为15％～80％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的Ti2AlNb合金细晶板材的超塑性成形的方法所制得的Ti2AlNb合金细晶板材。

10.权利要求9所述的Ti2AlNb合金细晶板材在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述退火处理的时间为2h～3h。

3.根据权利要求1所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述ti2alnb合金细晶板材中，组织为细小的等轴组织，o相颗粒的尺寸＜5μm，o相颗粒的长宽比小于3﹕1，o相晶体学取向无择优分布，b2相呈现{111}〈110〉织构。

4.根据权利要求3所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，所述ti2alnb合金细晶板材的制备方法，包括：

5.根据权利要求4所述的ti2alnb合金细晶板材的超塑性成形的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述第一火次轧制沿宽度方向的变形率为10％～40％，所述第二火次轧制沿长度方向的变形率...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雄，赵洪泽，史晓强，梁晓波，张建伟，韩潮雨，王红卫，骆晨，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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