[发明专利]一种原位自生TiB增强β钛合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种原位自生TiB增强β钛合金复合材料，其特征在于，包括TiB和β钛合金，其中，所述TiB的体积占比为1~ 2.5%，所述β钛合金为Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr；

利用真空自耗电弧熔炼方法制备原位自生TiB增强β钛合金Ti-55531复合材料铸锭；结合金相法获取所述钛基复合材料铸锭的相转变点T_α＋β/β，以1050~ 1150℃的第一设定温度对其进行多道次墩拔近等温热塑性变形开坯；结合金相法获取所述钛基复合材料铸锭的相转变点T_α＋β/β；以T_α＋β/β-(10~30)℃的第二设定温度对开坯锻造坯料进行多道次墩拔近等温热塑性变形改锻；以T_α＋β/β-(20~50)℃的第三设定温度对改锻坯料进行多道次热连轧，获得钛基复材坯料；在T_α＋β/β-（15~45）℃的温度下进行45分钟保温并空冷至室温，对所述钛基复材坯料进行固溶热处理；在580~ 620℃的温度下进行8小时保温并空冷至室温，对固溶态锻坯进行时效热处理，获得TiB增强β钛合金复合材料；

所述复合材料的室温抗拉强度R_m≥1400MPa、室温屈服强度R_p0.2≥1350MPa、弹性模量E≥110GPa、断后延伸率A≥9%。

2.根据权利要求1所述的一种原位自生TiB增强β钛合金复合材料，其特征在于，所述TiB的体积占比为2%。

3.一种如权利要求1或2所述的原位自生TiB增强β钛合金复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

利用真空自耗电弧熔炼方法制备原位自生TiB增强β钛合金Ti-55531复合材料铸锭；

结合金相法获取所述钛基复合材料铸锭的相转变点T_α＋β/β，以1050~ 1150℃的第一设定温度对其进行多道次墩拔近等温热塑性变形开坯；

以T_α＋β/β-(10~30)℃的第二设定温度对开坯锻造坯料进行多道次墩拔近等温热塑性变形改锻；

以T_α＋β/β-(20~50)℃的第三设定温度对改锻坯料进行多道次热连轧，获得钛基复材坯料；

依据第一设定条件对所述钛基复材坯料进行固溶热处理，然后依据第二设定条件对固溶态锻坯进行时效热处理，获得TiB增强β钛合金复合材料；

所述第一设定条件为在T_α＋β/β-（15~45）℃的温度下进行45分钟保温并空冷至室温；

所述第二设定条件为在580~ 620℃的温度下进行8小时保温并空冷至室温。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述结合金相法获取所述钛基复合材料铸锭的相转变点T_α＋β/β，以第一设定温度对其进行多道次墩拔近等温热塑性变形开坯，具体为：

在1100℃温度对其进行三道次墩拔近等温热塑性变形开坯，且等温锻造炉膛温度保持为850℃，使得铸锭在各道次墩拔变形过程的变形量为80%以上且不发生开裂。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述以第二设定温度对开坯锻造坯料进行多道次墩拔近等温热塑性变形改锻，具体为：

在T_α＋β/β-(10~30)℃温度范围内对开坯锻造坯料进行两道次墩拔近等温热塑性变形改锻，且等温锻造炉膛温度保持为780~810℃，使其在各道次墩拔变形过程的变形量为80%以上且不发生开裂。