[发明专利]一种高强度双相钛合金构件和提高双相钛合金构件强度的方法

说明书

本发明涉及双相钛合金微观组织调控技术领域，尤其涉及一种提高双相钛合金构件强度的方法。本发明先将双相钛合金构件进行预热保温；然后从预热的温度第二加热至β相变点温度，第二保温；再从所述β相变点温度第三加热到β相变点以上5～20℃，第三保温1～120s；冷却至室温后，得到第一构件；将所述第一构件进行时效处理；所述双相钛合金构件的微观组织为等轴组织或双态组织；所述预热的温度在所述双相钛合金构件β相变点以下200～500℃的α+β两相区；所述第二加热的升温速率在10℃/s以上，所述第三加热的升温速率大于20℃/s。本发明可有效降低双态或等轴组织界面间的应力集中，提高钛合金构件的抗拉强度。

技术领域

本发明涉及双相钛合金微观组织调控技术领域，尤其涉及一种高强度双相钛合金构件和提高双相钛合金构件强度的方法。

背景技术

钛合金由于其密度低、强度高、耐腐蚀等特点，在航空航天、海洋工程等领域得到了广泛应用。其中α+β型双相钛合金具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，是常用的结构材料。

但α+β型双相钛合金的抗拉强度仍有待提高，这是由于α+β型双相钛合金的初生α相(α_p)和β转变组织(β_trans，主要是片层状α_p相和残留β_r相交替排列形成)存在明显的相界面，在钛合金塑性变形和断裂演化过程中，位错首先在α_p中开动，随后塞积于和β_trans的界面，从而在该(α_p/β_trans)界面产生较大的应力集中并诱发裂纹形核，导致在该区域形成孔洞，最后连接成裂纹，发生断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度双相钛合金构件和提高双相钛合金构件强度的方法，可有效降低组织界面间的应力集中，提高钛合金构件的抗拉强度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高双相钛合金构件强度的方法，包括以下步骤：

将双相钛合金构件进行预热保温；然后从预热的温度第二加热至β相变点温度，第二保温；再从所述β相变点温度第三加热到β相变点以上5～20℃，第三保温1～120s；冷却至室温后，得到第一构件；

将所述第一构件进行时效处理；

所述双相钛合金构件的微观组织为等轴组织或双态组织；

所述预热的温度在所述双相钛合金构件β相变点以下200～500℃的α+β两相区；

所述第二加热的升温速率在10℃/s以上，

所述第三加热的升温速率大于20℃/s。

优选的，所述双相钛合金构件包括Ti6242S合金构件。

优选的，所述预热的温度为450～540℃。

优选的，所述时效处理的温度为450～600℃，保温时间为6～10小时。

优选的，所述第二保温的保温时间为1～20s。

优选的，当所述双相钛合金构件的厚度或直径大于100mm，所述冷却的速率大于50℃/s。

优选的，所述预热、第二加热和第三加热的方式独立为高频加热或电接触加热。

本发明提供了一种高强度双相钛合金构件，采用上述方案所述的方法对双相钛合金构件进行处理后得到；所述高强度双相钛合金构件的初生α相与β转变组织之间存在析出相，所述析出相为残留β相颗粒；所述析出相的数量呈梯度变化，沿初生α相到β转变组织方向，所述析出相的数量逐渐增加。