本发明专利技术公开了一种采用等径弯曲通道变形制备超细晶钛基复合材料的方法，通过设计转角为90°的挤压模具，对(TiB+TiC)/TC18钛基复合材料进行600℃的挤压变形，变形道次分别为1道次、2道次、3道次。钛基复合材料的成分及质量百分比为:A1:5%，Mo:5%，V:5%，Cr:1％，Fe:1%，B4C:0.2%，Ti：82.8%，产生的TiB、TiC增强体摩尔比为4:1。本发明专利技术制备的超细晶钛基复合材料在不改变材料尺寸的前提下使得材料具有高的强度，较好的塑性，可广泛应用于航空制造领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，通过设计转角为90°的挤压模具，对(TiB+TiC)/TC18钛基复合材料进行600℃的挤压变形，变形道次分别为1道次、2道次、3道次。钛基复合材料的成分及质量百分比为:A1:5%，Mo:5%，V:5%，Cr:1％，Fe:1%，B4C:0.2%，Ti：82.8%，产生的TiB、TiC增强体摩尔比为4:1。本专利技术制备的超细晶钛基复合材料在不改变材料尺寸的前提下使得材料具有高的强度，较好的塑性，可广泛应用于航空制造领域。【专利说明】
本专利技术涉及用于航空制造领域的超细晶钛基复合材料的制备方法，具体涉及一种。
技术介绍
TC18钛合金是一种高强高韧、有良好淬透性和焊接性的结构合金，并有令人满意的延伸率、断面收缩率和冲击韧性。合金退火拉伸强度大于1080Mpa，与固溶时效状态后的TC4和TC6等合金的抗拉强度相当，优于其他钛合金。在强化热处理状态下强度可高达1280Mpa。TC18钛合金的突出优点是最大淬透截面厚度大，可达250mm，而强度水平与其相当的T 1-1023合金淬透截面仅为100mm，T i_17合金为150mm。退火状态下的组织中的α相和β相量大致相等，是退火状态下强度最高的钛合金之一。所以尤其适合作为飞机特殊承力部件的结构材料。该合金可广泛应用于制造飞机零件，包括飞机起落架部件、飞机翼梁、横梁、桁梁、桁条、紧固件、弹簧，以及襟翼导轨和其他大型承力锻造构件。将此合金代替钢制造飞机的主起落架，可使飞机减重15%~20%。作为一种能够有效获得超细晶的强塑性变形方法，等径弯曲通道变形(Equal-Channel Angular Pressing, ECAP)技术是获得大尺寸亚微米或纳米级块体材料的有效方法之一。20世纪80年代初Segal等首先提出采用ECAP方法对材料进行重复多次挤压变形，在不改变试样截面积的同时使得材料获得大的塑性变形。90年代初，Valiev等的研究极大地推动了 ECAP基础理论与相关技术的快速发展，通过多道次挤压实现对材料的强塑性变形，从而获得亚微米晶甚至纳米晶材料。国际上关于ECAP的研究大多局限于已发生塑性变形的bcc或fee结构的纯金属及其合金(如Al、Cu、N1、Fe等),这些材料由于具有良好的室温 塑性加工性，可采用ECAP变形获得超细晶组织。在国内，南京理工大学的王经涛开展工作较早，研究了 ECAP制备的亚微米Al-3% Mg合金的热稳定性，结果得出这种亚微米结构组织具有较好的组织热稳定性。沈阳材料科学国家(联合)实验室的张哲峰等分析了 ECAP变形过程中的变形温度对304L不锈钢的微结构和拉伸性能的影响，得出在800°C挤压可兼顾获得高的强度和大的延伸率。国内对于钛合金的ECAP变形的研究报道比较少。西安建筑科技大学赵西成等研究了室温ECAP对工业纯钛组织及性能的影响，发现ECAP变形后，工业纯钛晶粒明显细化，力学性能显著提高，并保持良好塑性。华南理工大学的周龙等研究了 ECAP工艺对NiTi形状记忆合金的显微组织和性能的影响，发现NiTi合金的弹性模量随挤压道次的增加整体趋于下降。上海交通大学谢超英等研究了纯钛的超塑性变形，通过ECAP超塑性变形和后续的冷轧变形制备出了抗拉强度大于1000MPa的超细晶组织。在国外，目前仅有俄罗斯、美国、韩国及澳大利亚等少数几个国家的研究人员对纯钛及Ti6A14V进行了 ECAP变形研究，主要集中在微结构演变与组织性能方面的研究。由于组织内含有大量的内界面和非平衡晶界结构，超细晶表现出许多不寻常的物理、化学和力学性能，如:弹性模量、扩散系数、断裂强度、延展性、超弹性、热稳定温度及超塑性等。径角挤压法是当前最有潜力的深度塑性变形方法，可以加工比较均匀的超细晶金属材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术及应用要求，提供一种采用等径弯曲通道变形制备超细晶钦基复合材料的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:本专利技术涉及一种，在600°C~700°C (更优选600°C)采用等径弯角挤压模具对(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料进行多道次等径弯曲通道变形，制得所述超细晶钛基复合材料。所述(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料是通过原位合成法制备得到的以TC18为基体的含微量TiB+TiC的复合材料；所述(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料是通过添加0.2wt%B4C与Ti原位反应生成微量TiB与 TiC0优选的，所述等径弯角挤压模具的弯角为90°直角。优选的，所述(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料的成分及质量百分比为:A1:5%,Mo:5%, V:5%, Cr:1%, Fe:1%, B4C:0.2%, T1:82.8%。 优选的，所述(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料中TiB、TiC增强体的摩尔比为4:1优选的，所述方法具体包括如下步骤:步骤一、等径弯角挤压模具和挤压试样加热:将(TiB+TiC) /TC18钛基复合材料挤压试样和等径弯角挤压模具分别预热、涂润滑剂(在挤压模具内壁和试样表面均匀涂抹)后，将所述试样放入挤压模具中，在惰性气氛保护下加热到600°C~700°C保温；所述试样尺寸为 10mmX 10mmX 10Omm ；步骤二、等径弯曲通道变形挤压:将模具安装在液压机上，在60(TC~70(TC对所述试样进行多道次的等径弯曲通道挤压变形，挤压速度为50mm / min~80mm / min,制备得到所述超细晶钛基复合材料。所述液压机为YA32-315四柱万能液压机。上述步骤一中，试样放入挤压模具后，可继续在100°C加热20分钟，使其整体温度一致。优选的，步骤一中，所述预热为预热至100°C~200°C，保温10~20分钟。优选的，步骤一中，所述润滑剂为二硫化钥和石墨的混合物。优选的，步骤一中，所述保温时间为10~15分钟。优选的，步骤二中，所述多道次的等径弯曲通道挤压时，将所述试件向同一方向转90°，磨制出倒角。优选的，步骤二中，所述多道次的等径弯曲通道挤压时，挤压出一道次后，对所述挤压试样进行表面处理，打磨，酸洗掉表面氧化膜及缺陷。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为:本专利技术将等径弯曲通道变形(ECAP)应用于原位自生(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料，等径弯曲通道变形(ECAP)技术对于原位自生钛基复合材料具有好的超细化效果，可以通过弯曲通道实现晶粒的剪切变形，同时使得增强体弥散分布；实现了增强体的形状、尺寸、分布以及超细晶组织的有效控制，提高了材料的强韧性，可广泛应用于航空制造领域。【专利附图】【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为钛基复合材料拉伸试样尺寸示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1将TiB =TiC摩尔比为4:1的(TiB+TiC) / TC18钛基复合材料用电火花线切割机切成尺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用等径弯曲通道变形制备超细晶钛基复合材料的方法，其特征在于，在600℃～700℃采用等径弯角挤压模具对(TiB+TiC)／TC18钛基复合材料进行多道次等径弯曲通道变形，制得所述超细晶钛基复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立强，吕维洁，林正捷，王雪婷，覃继宁，张荻，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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