CN104213060A - 一种tc4-dt钛合金棒材的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+5)℃~(Tβ+50)℃的条件下保温1h~2h后空冷,然后在温度为(Tβ-80)℃~(Tβ-10)℃的条件下保温1h~2h后空冷或炉冷,最后在温度为500℃~600℃的条件下保温4h~8h后空冷,其中Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。本发明通过进行三阶段热处理工艺,使得TC4-DT钛合金棒材在提高合金断裂韧性的同时改善合金的塑性,并能进一步强化性能,最终实现合金强度、塑性、断裂韧性的良好匹配。
Description
技术领域
本发明属于钛合金材料加工技术领域,具体涉及一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法。
背景技术
材料的损伤容限性能主要通过断裂韧性和裂纹扩展速率来表征。随着断裂力学和损伤容限理论的发展,损伤容限设计思想在材料选材中得到重视,高断裂韧性和低裂纹扩展速率的合金受到广泛关注。钛合金由于具有一系列的优点被航空航天应用作为首选材料。众多的研究表明,钛合金片层结构具有好的损伤容限性能,因此,β锻造或β热处理工艺通常被作为高损伤容限性能的加工方法,但片层组织由于具有粗大的晶粒使合金的塑性下降。实验表明,β晶粒内部片层厚度和晶团尺寸会影响合金的损伤容限性能,片层厚度增大会导致裂纹在扩展过程中偏转方向,晶团尺寸及位向改变也会导致裂纹的偏转,裂纹在扩展过程中的偏转会消耗更多能量,因此导致了高的断裂韧性和低的裂纹扩展速率。一般工程采用β锻造或β热处理来改善合金的损伤容限性能,但为了确保合金具有较高的综合性能,即不降低合金的塑性,本发明设计了一种新的热处理工艺,适合于两相钛合金。
为了获得高的损伤容限性能,传统的TC4-DT钛合金棒材的热处理方法主要是将试样在β相区进行固溶处理,通过获得的片层组织来提高合金的断裂韧性,但粗大的片层组织会导致拉伸塑性的明显降低,造成材料塑性的损失。
因此如何通过优化TC4-DT钛合金棒材的热处理工艺来获得所要求的显微组织,进一步实现合金强度、塑性、断裂韧性等综合性能的良好匹配,已成为TC4-DT钛合金加工关键技术的重要组成部分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法。该方法通过进行三阶段热处理工艺,可使TC4-DT钛合金棒材在提高合金断裂韧性的同时,改善合金的塑性,并能进一步强化性能,最终实现合金强度、塑性、断裂韧性的良好匹配。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+5)℃~(Tβ+50)℃的条件下保温1h~2h后空冷,然后在温度为(Tβ-80)℃~(Tβ-10)℃的条件下保温1h~2h后空冷或炉冷,最后在温度为500℃~600℃的条件下保温4h~8h后空冷,其中Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
上述的一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+20)℃~(Tβ+40)℃的条件下保温1h~2h后空冷,然后在温度为(Tβ-40)℃~(Tβ-20)℃的条件下保温1h~2h后空冷或炉冷,最后在温度为500℃~600℃的条件下保温5h~7h后空冷。
上述的一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+30)℃的条件下保温1.5h后空冷,然后在温度为(Tβ-30)℃的条件下保温1.5h后空冷或炉冷,最后在温度为550℃的条件下保温6h后空冷。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用三阶段热处理工艺,其中,第一阶段的热处理在β相变点温度以上5~50℃,保温1h~2h后空冷处理,以保证获得片层组织;第二阶段的热处理工艺在β相变点下10~80℃保温1h~2h后空冷或炉冷处理,能够使β晶粒内的片层α粗化,裂纹经过粗化的片层α时会改变扩展路径,从而有效提高合金的韧性,同时还可以改善合金的塑性;最后,在500~600℃保温4~8h进行空冷时效处理,以稳定组织并起辅助强化作用。
2、本发明采用三阶段热处理工艺,其中β相变点以上的第一阶段处理可获得高断裂韧性要求的片层组织,此外,β相变点以下的第一阶段处理,可使β晶内的片层α及片层集束厚度增加,裂纹在扩展过程中遇到较厚的片层或集束改变扩展路径,同时消耗更多的能量,因此断裂韧性增加,同时二次α的产生会导致合金塑性的提高,最终的时效处理可进一步稳定组织并强化性能。通过本发明的三阶段热处理工艺,可使TC4-DT钛合金棒材在提高合金断裂韧性的同时,改善合金的塑性,并能进一步强化性能,最终实现合金强度、塑性、断裂韧性的良好匹配。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为经本发明实施例1热处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织图。
图2为经本发明对比例1热处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织图。
图3为经本发明对比例2热处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:
将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+30)℃的条件下保温1.5h后空冷,然后在温度为(Tβ-30)℃的条件下保温1.5h后炉冷,最后在温度为550℃的条件下保温6h后空冷;所述Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织见图1。经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据见表1。
实施例2
本实施例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:
将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+20)℃的条件下保温2h后空冷,然后在温度为(Tβ-20)℃的条件下保温2h后空冷,最后在温度为500℃的条件下保温5h后空冷;所述Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据见表1。
实施例3
本实施例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:
将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+40)℃的条件下保温1h后空冷,然后在温度为(Tβ-40)℃的条件下保温1h后炉冷,最后在温度为600℃的条件下保温7h后空冷;所述Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据见表1。
实施例4
本实施例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:
将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+5)℃的条件下保温2h后空冷,然后在温度为(Tβ-80)℃的条件下保温2h后空冷,最后在温度为500℃的条件下保温8h后空冷;所述Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据见表1。
实施例5
本实施例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:
将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+50)℃的条件下保温1h后空冷,然后在温度为(Tβ-10)℃的条件下保温1h后炉冷,最后在温度为600℃的条件下保温4h后空冷;所述Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
经本实施例热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据见表1。
对比例1
本对比例采用普通的两相区热处理工艺。本对比例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ-30)℃的条件下保温1.5h后炉冷。经本对比例处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织见图2,性能测试数据见表1。
对比例2
本对比例采用普通的β相区热处理工艺。本对比例TC4-DT钛合金棒材的热处理方法为:将TC4-DT钛合金棒材在温度为(Tβ+50)℃的条件下保温1.5h后空冷。经本对比例处理后的TC4-DT钛合金棒材的金相组织见图3,性能测试数据见表1。
表1经本发明热处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能测试数据
由图1、图2、图3以及表1可知,与对比例1经常规两相区处理后的棒材性能相比较,采用本发明处理后的TC4-DT钛合金棒材的性能在强度和塑性变化不大的情况下,断裂韧性得到明显提高。与对比例2经常规β相区处理后的棒材性能相比较,采用本发明处理后的TC4-DT钛合金棒材虽然强度略所降低,但塑性和断裂韧性都得到明显的改善。因此,采用本发明的热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材进行热处理,可获得材料强度、塑性、断裂韧性的良好匹配。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+5)℃~(Tβ+50)℃的条件下保温1h~2h后空冷,然后在温度为(Tβ-80)℃~(Tβ-10)℃的条件下保温1h~2h后空冷或炉冷,最后在温度为500℃~600℃的条件下保温4h~8h后空冷,其中Tβ为TC4-DT钛合金棒材的β相转变温度,Tβ的单位为℃。
2.根据权利要求1所述的一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+20)℃~(Tβ+40)℃的条件下保温1h~2h后空冷,然后在温度为(Tβ-40)℃~(Tβ-20)℃的条件下保温1h~2h后空冷或炉冷,最后在温度为500℃~600℃的条件下保温5h~7h后空冷。
3.根据权利要求2所述的一种TC4-DT钛合金棒材的热处理方法,其特征在于,该方法为:将TC4-DT钛合金棒材先在温度为(Tβ+30)℃的条件下保温1.5h后空冷,然后在温度为(Tβ-30)℃的条件下保温1.5h后空冷或炉冷,最后在温度为550℃的条件下保温6h后空冷。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107099764A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 西北有色金属研究院 | 一种提高钛合金锻件损伤容限性能的热处理工艺 |
CN107385371A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 西北有色金属研究院 | 获得短棒状初生α相组织的亚稳β型钛合金的加工方法 |
CN108754370A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-06 | 中航金属材料理化检测科技有限公司 | 一种tc4-dt钛合金的热处理方法 |
CN111826594A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-27 | 北京理工大学 | 一种电弧增材制造高强钛合金的热处理方法和一种增强的高强钛合金 |
CN113088848A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 重庆大学 | 一种同时提高激光熔覆沉积tc4钛合金强度和塑性的热处理方法 |
CN114182187A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-15 | 长沙理工大学 | 一种提高油气用钛合金管材韧性的热处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5849112A (en) * | 1994-11-15 | 1998-12-15 | Boeing North American, Inc. | Three phase α-β titanium alloy microstructure |
CN102230097A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-11-02 | 西北有色金属研究院 | 一种钛合金棒材的制备方法 |
CN103924180A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-16 | 中南大学 | 一种tc18钛合金的热处理方法 |
-
2014
- 2014-09-23 CN CN201410489741.0A patent/CN104213060A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5849112A (en) * | 1994-11-15 | 1998-12-15 | Boeing North American, Inc. | Three phase α-β titanium alloy microstructure |
CN102230097A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-11-02 | 西北有色金属研究院 | 一种钛合金棒材的制备方法 |
CN103924180A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-16 | 中南大学 | 一种tc18钛合金的热处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
祝力伟 等: "不同热处理工艺下TC4-DT钛合金的显微组织及力学性能", 《钛工业进展》 * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107099764A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-29 | 西北有色金属研究院 | 一种提高钛合金锻件损伤容限性能的热处理工艺 |
CN107385371A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 西北有色金属研究院 | 获得短棒状初生α相组织的亚稳β型钛合金的加工方法 |
CN107385371B (zh) * | 2017-08-08 | 2019-03-19 | 西北有色金属研究院 | 获得短棒状初生α相组织的亚稳β型钛合金的加工方法 |
CN108754370A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-06 | 中航金属材料理化检测科技有限公司 | 一种tc4-dt钛合金的热处理方法 |
CN108754370B (zh) * | 2018-05-18 | 2019-10-11 | 中航金属材料理化检测科技有限公司 | 一种tc4-dt钛合金的热处理方法 |
CN111826594A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-27 | 北京理工大学 | 一种电弧增材制造高强钛合金的热处理方法和一种增强的高强钛合金 |
CN111826594B (zh) * | 2020-07-30 | 2021-09-28 | 北京理工大学 | 一种电弧增材制造高强钛合金的热处理方法和一种增强的高强钛合金 |
CN113088848A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 重庆大学 | 一种同时提高激光熔覆沉积tc4钛合金强度和塑性的热处理方法 |
CN113088848B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-01-25 | 重庆大学 | 一种同时提高激光熔覆沉积tc4钛合金强度和塑性的热处理方法 |
CN114182187A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-15 | 长沙理工大学 | 一种提高油气用钛合金管材韧性的热处理方法 |
CN114182187B (zh) * | 2021-12-14 | 2022-12-23 | 长沙理工大学 | 一种提高油气用钛合金管材韧性的热处理方法 |
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