[发明专利]一种三相Ti2

说明书

本发明涉及一种三相Ti₂AlNb合金多层次组织均匀性控制方法，包括将Ti₂AlNb合金铸锭挤压开坯获得B2相充分破碎的棒坯；将棒坯进行B2相再结晶热处理，获得具有均匀细化的亚稳态B2相组织的棒坯；然后将棒坯进行保温处理，并升温至950℃～1000℃进行保温，最后急冷获得α₂相均匀弥散分布于B2相基体组织的棒坯；将α₂相均匀弥散分布于B2相基体组织的棒坯在550℃～650℃进行保温处理，随后升温至700℃～850℃进行保温处理，最后冷却获得具有O相和α₂均匀弥散分布于B2相基体组织的合金材料。本发明全面解决合金组织中基体B2相、高温析出相α₂相以及低温析出相O相三个组织组成相的分布均匀性问题。

技术领域

本发明属于钛合金组织控制领域，涉及一种三相Ti₂AlNb合金多层次组织均匀性控制方法。

背景技术

Ti₂AlNb合金是一种综合性能优良的轻质耐高温结构材料，具有强度高、热强性能好、抗疲劳、抗点燃及一定的工艺塑性，有望替代镍基高温合金实现武器装备的大幅减重，是推动航空发动机及航天飞行升级换代的一种关键材料。

Ti₂AlNb合金具有合金化程度高，成分均匀性控制难、相区温度窄、相变复杂、组织结构层次多、变形抗力大、窗口窄等特点，导致其组织均匀性需要分层次有针对性地进行有效控制。对于基体B2相的均匀性控制，目前的技术手段是在B2相变点以上对合金铸锭进行多火次的镦拔锻造，利用形变动态再结晶原理，逐步细化、均匀化粗大B2相组织。但受限于合金的高变形抗力和较窄的工艺窗口，自由镦拔的变形量有限，且极易开裂，导致B2相的均匀细化效果不理想。对于高温析出相α₂相与低温析出相O相的均匀性的控制，目前尚未有特别有针对性的技术手段，研究人员通常认为二者析出时分布的均匀性主要受合金微区成分均匀性的影响，所以均是从提高合金成分均匀性入手解决此问题。但 Ti₂AlNb合金的高合金化、窄相区的特点，在微区成分均匀性控制上的技术难题更为突出，而且，对于此类合金元素含量近50％的高合金化合金，析出相形核与长大的竞争异常激烈，即使微区成分均匀性进一步提高，析出相的分布也很难均匀。因此，对于三相Ti₂AlNb合金，无论是母相基体B2相，还是高温析出相α₂相，还是低温析出相O相，现有技术手段均无法完全实现均匀化控制。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种三相Ti₂AlNb合金多层次组织均匀性控制方法，以全面解决合金组织中基体B2相、高温析出相α₂相以及低温析出相O相三个组织组成相的分布均匀性问题。

本发明的上述目的是利用以下的技术方案实现的：

一种三相Ti₂AlNb合金多层次组织均匀性控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将Ti₂AlNb合金铸锭进行挤压开坯，获得B2相充分破碎的棒坯；

步骤2：将获得的B2相充分破碎的棒坯在1050℃～1080℃进行预定时间的的B2相再结晶热处理，然后急冷，获得具有均匀细化的亚稳态B2相组织的棒坯；

步骤3：α₂相分布均性两台阶热处理:将步骤2获得的具有均匀细化的亚稳态B2相组织的棒坯在600℃～700℃进行保温处理，随后随炉升温至950℃～ 1000℃进行保温处理，最后急冷，获得具有α₂相均匀弥散分布于B2相基体组织的棒坯，这样，通过调控高温析出相α₂形核与长大的竞争关系，使α₂相均匀弥散分布在细化的B2相基体中。