一种研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法技术

本发明专利技术涉及一种研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，通过采用适当的热处理工艺改变合金中不同形貌α相的含量，并对获得的试样进行性能测试，将α相含量数据和性能数据在立体三角坐标系中进行拟合或插值处理，在立体三角坐标中绘制相关的性能曲面，并利用性能曲面等高线与坐标轴的夹角确定影响钛合金力学性能的主要组织因素。本发明专利技术的有益效果是：将钛合金性能与其组织含量数据在立体三角坐标系中拟合，得到钛合金力学性能与不同形貌α相含量的关系；根据性能等高线与三角坐标中三个坐标轴的夹角，找出影响钛合金力学性能的主要组织参数。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，通过采用适当的热处理工艺改变合金中不同形貌α相的含量，并对获得的试样进行性能测试，将α相含量数据和性能数据在立体三角坐标系中进行拟合或插值处理，在立体三角坐标中绘制相关的性能曲面，并利用性能曲面等高线与坐标轴的夹角确定影响钛合金力学性能的主要组织因素。本专利技术的有益效果是：将钛合金性能与其组织含量数据在立体三角坐标系中拟合，得到钛合金力学性能与不同形貌α相含量的关系；根据性能等高线与三角坐标中三个坐标轴的夹角，找出影响钛合金力学性能的主要组织参数。【专利说明】
本专利技术涉及一种研究钛合金组织性能关系的方法，特别涉及研究两相钛合金中不同形貌α相的含量与其力学性能关系的方法。
技术介绍
钛合金的显微组织对其力学性能有着重要的影响，改变显微组织会引起其力学性能的显著变化。在室温状态下，两相钛合金通常由α相和β相组成。经过两相区加工并经过双重退火热处理后，α相分布残留β相中，并可能呈现出粗大片状、等轴及细小片状等形貌。粗大片状α相是钛合金经过高温加工或固溶，再经过高温退火(退火温度低于加工或固溶温度)后形成的；等轴α相是粗大片状α相完全球化的结果；而细小片状α相主要是在低温退火过程中形成的，一般将其与残留β相统称为细小片状α相时效强化的β基体。不同形貌α相含量的变化会引起钛合金性能的变化。例如，文献I “王金友，傅作义，段捃，王晓舟，胡大为.显微组织对T1-1023钛合金断裂韧性的影响.钛科学与技术:第六届全国钛及钛合金学术交流会文集(2)，1987:187-192”公开了初生α相含量与拉伸性能和断裂韧性的关系。该文章指出随初生α相含量的增加(同时细小片状α相时效强化的β基体减少)，T1-1023合金的强度降低，而塑性和断裂韧性增加。但其中组织参数只有两种(初生α相及细 小片状α相时效强化的β基体)，其中一个含量增加，另一个含量必定减少，因此不能确定合金强度的降低(或塑性、韧性的增加)主要是由初生α相的增多引起的，还是由细小片状α相时效强化的β基体减少引起的。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出，以确定钛合金的力学性能与其组织中不同形貌α相含量的关系，并找出影响其力学性能的主要组织因素。技术方案—种研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，其特征在于步骤如下:步骤1、选材及工艺准备:选用原始组织由等轴α相与细小片状α相强化的β基体组成的两相钛合金，并能保证原始组织在加热到相变点Te以下某一温度Ttl时，细小片状α相完全消失，α相仅以等轴的形式存在；如果满足该条件，可知当该钛合金加热到Ttl~Te区间某一温度保温时，α相仅以等轴形式存在；所述Ttl与Te有足够的间隔，为T0 ^ T0+40°C ；步骤2、热处理:在(Ttl, Te)温度区间取等温度间隔的η个温度点，由低到高分别记为VT2、T3……Tn -M (η+1) (η+2)/2组试样，在两相区对(η+1) (η+2)/2组试样进行三重退火热处理；前两步退火处理制度为Tx，Xh/AC+Ty, Yh/OQ,其第一次退火温度Tx,第二次退火温度Ty的值由下表给出；第三次退火处理制度均为TA，Zh/AC ;所述第一次退火时间X要保证原始组织中的细小片状α相完全消失，η会I ；【权利要求】1.，其特征在于步骤如下: 步骤1、选材及工艺准备:选用原始组织由等轴α相与细小片状α相强化的β基体组成的两相钛合金，并能保证原始组织在加热到相变点Te以下某一温度Ttl时，细小片状α相完全消失，α相仅以等轴的形式存在；如果满足该条件，可知当该钛合金加热到Ttl~Te区间某一温度保温时，α相仅以等轴形式存在；所述Ttl与Te有足够的间隔，为Te ^ T0+40°C；步骤2、热处理:在(Ttl, Te)温度区间取等温度间隔的η个温度点，由低到高分别记为Τ” T2, T3……Tn ;取(η+1) (η+2)/2组试样，在两相区对(η+1) (η+2)/2组试样进行三重退火热处理；前两步退火处理制度为Tx，Xh/AC+Ty, Yh/OQ，其第一次退火温度Tx，第二次退火温度Ty的值由下表给出；第三次退火处理制度均为TA，Zh/AC ;所述第一次退火时间X要保证原始组织中的细小片状α相完全消失，n ^ I ； 2.根据权利要求1所述的研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，其特征在于:所述步骤I选用的两相钛合金的原始组织不满足步骤I的条件时，通过对选用的两相钛合金采用热加工工艺以得到满足。3.根据权利要求1所述的研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，其特征在于:所述温度间隔大于10°c。4.根据权利要求1所述的研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，其特征在于:所述步骤3中的力学性能测试进行多次，并对多次的结果取平均值，作为该条件下合金的力学性能数据·。【文档编号】G01N21/84GK103712849SQ201410019018【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日 【专利技术者】石志峰, 郭鸿镇, 秦春, 姚泽坤, 张鹏, 陈文申请人:西北工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究两相钛合金中不同形貌α相含量与力学性能关系的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、选材及工艺准备：选用原始组织由等轴α相与细小片状α相强化的β基体组成的两相钛合金，并能保证原始组织在加热到相变点Tβ以下某一温度T0时，细小片状α相完全消失，α相仅以等轴的形式存在；如果满足该条件，可知当该钛合金加热到T0～Tβ区间某一温度保温时，α相仅以等轴形式存在；所述T0与Tβ有足够的间隔，为Tβ≧T0+40℃；步骤2、热处理：在（T0，Tβ）温度区间取等温度间隔的n个温度点，由低到高分别记为T1、T2、T3……Tn；取(n+1)(n+2)/2组试样，在两相区对(n+1)(n+2)/2组试样进行三重退火热处理；前两步退火处理制度为Tx,Xh/AC+Ty,Yh/OQ，其第一次退火温度Tx,第二次退火温度Ty的值由下表给出；第三次退火处理制度均为TA,Zh/AC；所述第一次退火时间X要保证原始组织中的细小片状α相完全消失，n≧1；步骤3、力学性能测试：对每组试样进行力学性能测试，得到极限强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和断裂韧性的数据；步骤4、测定不同形貌α相的含量：对经过力学性能测试的试样进行研磨、抛光和腐蚀处理，然后在光学显微镜或电子显微镜下采集合金的显微组织照片，采用图像 分析软件测定合金的显微组织，得到合金中等轴α相、粗大片状α相以及细小片状α相强化的β基体的含量数据，并将各组试样的含量以坐标（a,b,c）标注在三角形坐标系中；步骤5、建立组织性能关系曲面：将三种α相含量数据（a,b,c）与性能数据进行拟合或插值计算，得出钛合金力学性能与组织中不同形貌α相含量关系，并在立体三角形坐标系中，以力学性能为立轴数据，得到所研究合金的性能曲面；步骤6、影响性能主要组织因素的确定：计算性能曲面上任意一点（a,b,c,m）在等高平面内沿等高线的切线与三个坐标轴的夹角，若与其中一个坐标轴夹角小于30°，则说明任意一点（a,b,c）处影响合金性能的主要组织因素为该坐标轴对应顶点所代表的组织形貌；满足该条件的所有点在三角形坐标系下构成一个区域，则该区域内，影响合金力学性能的主要组织因素为上述组织形貌。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石志峰，郭鸿镇，秦春，姚泽坤，张鹏，陈文，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：