[发明专利]一种判定近β钛合金是否存在β斑缺陷的方法

说明书

本发明涉及一种判定近β钛合金是否存在β斑缺陷的方法，包括以下步骤：(1)提供多个近β型钛合金标准样品，对各标准样品，采用不同的热处理温度T进行热处理，采集热处理后各标准样品中α相的百分含量Psubgt;α/subgt;，拟合Psubgt;α/subgt;与T的函数关系(2)提供近β型钛合金待测样品，观察近β型钛合金待测样品的显微组织，判断显微组织中是否存在疑似区；(3)检测疑似区的化学成分组成，并计算对应该化学成分组成的β相变点Tsubgt;β1/subgt;；(4)根据以下公式判定近β钛合金是否存在β斑缺陷：Psubgt;α/subgt;＝Csubgt;1/subgt;×(T‑Tsubgt;β0/subgt;)+Csubgt;2/subgt;。

技术领域

本发明涉及材料检测领域，具体涉及一种判定近β钛合金是否存在β斑缺陷的方法。

背景技术

钛合金的综合性能优异，现被广泛地应用于航空航天领域。Ti17合金是一种综合性能优良的近β型合金。该合金具有较高的强度、断裂韧性、热稳定性及疲劳性能，且淬透性高、热加工性能好。近年来，商用航空发动机逐渐采用Ti17合金作为低温段压气机盘锻件的材料。但由于Ti17合金中添加了大量的合金元素，在熔炼的过程中极易产生Cr偏析。在正常的两相区锻造条件下，Cr偏析区域处于相变温度之上，锻造之后会形成过热组织，即β斑。β斑硬度较高，会对材料的力学性能产生不利影响。

相关技术中，通用Ti17合金棒材的β斑检测程序为：对于状态为两相锻造的棒材，从同一炉号棒坯相当于铸锭头部和尾部的横切面切取试块，试块加热至β相转变温度T_β以下25℃，热透后保温2h，水冷。再经过602℃～650℃保温4h～8h，空冷。对热处理后的试块进行显微组织检查，当存在任何一方向长度大于0.75mm的、初生α相小于5％的区域，则判断材料存在β斑缺陷。

发明内容

发明人发现，现有技术的检测方法存在误判的可能。比如，在进行β斑检测热处理时，由于相变点的测量误差，导致β斑检测热处理温度发生偏移，此时，若材料中β稳定元素(Cr、Mo、Zr等)存在微区成分波动，将导致该区域初生α相含量必将少于5％(正常Ti17基体中的初生α相含量约为5％)。将上述情况判定为存在β斑缺陷与判定坯料是否有成分偏析的本质有所偏离。因此，“初生α相小于5％的区域”这一条判定标准并不能作为判断β斑缺陷的唯一标准，本领域还需要寻求一条能够修正上述误差的检测标准，从而完善现在实行的Ti17合金β斑缺陷检测方法，避免误判。

本公开通过对钛合金标准样品在不同温度下进行了热处理，并检测了标准样品中初生α相含量，并拟合了初生α相含量与热处理温度差之间的函数关系，然后利用该函数关系进一步确定了待测样品中疑似区域的修正的初生α相含量，根据该修正的初生α相含量判断样品是否存在β斑缺陷。

在一些方面，提供一种判定近β钛合金是否存在β斑缺陷的方法，包括以下步骤：

(1)提供多个近β型钛合金标准样品，对各标准样品采用不同的热处理温度T进行热处理，采集热处理后各标准样品中α相的百分含量P_α，拟合P_α与T的函数关系如下：

P_α＝C₁×(T-T_β0)+C₂；

其中，T_β0为所述标准样品的β相变点，单位℃；

其中，C₁和C₂为常数；

(2)提供近β型钛合金待测样品，观察近β型钛合金待测样品的显微组织，判断显微组织中是否存在疑似区，所述疑似区是指显微组织中初生α相的百分含量＜5％且在至少一个方向上尺寸为0.75mm以上的区域；

如果显微组织中不存在疑似区，则判定待测样品中不存在β斑缺陷；

如果显微组织中存在疑似区，则执行下一步；