具有梯度纳米孪晶的钛材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了具有梯度纳米孪晶的钛材料及其制备方法，涉及钛材料技术领域。将钛基材进行退火处理、打磨抛光，之后在低温环境下进行多道次激光冲击强化处理，最后再进行回火处理。采用本发明专利技术的制备方法可以在Ti中获得从表面至芯部的纵向梯度纳米级孪晶网络，显著提升其强韧性和抗疲劳寿命，并且此方法不受复杂几何形状的限制，具有更强的加工适应性和可控性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钛材料，具体而言，涉及具有梯度纳米孪晶的钛材料及其制备方法。

技术介绍

1、钛在金属元素中具有最高的比强度，以及优异的耐腐蚀性。然而，纯钛的强度适中，工业上硬化钛的一种方法是将其与氧(o)、铝(al)和钒(v)等其他元素合金化，形成固溶体或双相结构。这些合金的强度得到了提高，但总是以牺牲延展性为代价。除此之外，引入纳米孪生网络也可以改善金属合金的性能。因为孪晶界是一种低能量晶界，这一特性使它们比随机大角度晶界更稳定。因此孪晶可以在不牺牲抗断裂性的情况下大大提高强度。而将晶粒尺寸减小到亚微米和纳米范围会导致屈服强度的显著增加。

2、现有技术有采用直流电沉积的方法制备具有纳米级生长孪生的块状高纯度铜板，并表现出高的强度。而在密排六方结构中，也发现在低温锻造下可以生成纳米孪晶钛，其具有超高强度和延展性的。但是，直流电沉积的强化作用通常集中在表面或较浅的区域，并且直流电沉积层的镀层通常较薄，对提高疲劳寿命的效果有限。而低温锻造的加工温度需要控制在特定范围内，且需要适当的冷却处理，环境要求较高。低温锻造和直流电沉积在强化过程中对材料、工件形本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有梯度纳米孪晶的钛材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每次激光冲击强化处理的过程中，均控制激光波长为1064nm，脉冲持续时间为8ns-15ns，重叠率为50％-80％，脉冲能量密度为2GW/cm2-18GW/cm2。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，每次激光冲击强化处理的过程中，均控制激光波长为1064nm，脉冲持续时间为8ns-12ns，重叠率为50％-60％，脉冲能量密度为3.0GW/cm2-6.0GW/cm2。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在每次...

【技术特征摘要】

1.一种具有梯度纳米孪晶的钛材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每次激光冲击强化处理的过程中，均控制激光波长为1064nm，脉冲持续时间为8ns-15ns，重叠率为50％-80％，脉冲能量密度为2gw/cm2-18gw/cm2。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，每次激光冲击强化处理的过程中，均控制激光波长为1064nm，脉冲持续时间为8ns-12ns，重叠率为50％-60％，脉冲能量密度为3.0gw/cm2-6.0gw/cm2。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在每次激光冲击强化处理的过程中，均以铝箔作为牺牲层，并且在铝箔上设置约束层；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛博，刘倩，储双杰，王亚飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：