[发明专利]一种大规格TB9钛合金线材的性能调控方法

说明书

本发明公开了一种大规格TB9钛合金线材的性能调控方法，该方法的具体过程为：将TB9钛合金棒材进行轧制热变形，并冷却至室温，然后进行固溶处理，出炉后进行轧制预变形，并冷却至室温，再进行低温长时间的时效热处理，得到TB9钛合金线材。本发明通过在TB9钛合金棒材经轧制热变形和固溶处理后进行轧制预变形，促进了α相的生成和析出，从而提高了TB9钛合金线材的强度，改善了TB9钛合金线材的强塑性匹配，突破了TB9钛合金线材规格的限制，实现了对大规格TB9钛合金线材的性能调控。

技术领域

本发明属于钛合金制备技术领域，具体涉及一种大规格TB9钛合金线材的性能调控方法。

背景技术

TB9合金具有比强度高、成形性能好、深的淬透性、热处理强化效果明显等特点，特别是与α+β两相钛合金相比，其强度更高，经过合适的热处理以后可以达到1400MPa以上，因此在航空航天领域的应用越来越广泛。

TB9合金属于β钛合金，其温度在β相变点以上时，组织为单一β相，当温度下降至α+β两相区时α相从β基体中析出。钛合金中的α相作为主要强化相，其尺寸、形貌、分布以及体积分数对β钛合金的力学性能起到极为重要的作用。目前，TB9等β钛合金合金的性能主要受到热处理工艺控制，通过固溶和时效手段的调控热处理工艺，可以控制α相的析出以及其它亚稳相的分解，使得β基体中获得不同含量、尺寸的α相，进而可以获得满足使用要求的力学性能。TB9在进行固溶及时效处理的热处理工艺时，其一般过程为：首先在β单相区保温并淬火至室温以获得全β组织，随后在合适的温度长时间保温，使得α相在β基体中充分析出，亚稳相在β基体中充分分解。

通常，通过热处理、变形加工以及两者的结合来调控β钛合金力学性能。这是由于β钛合金在发生相转变和亚稳相分解时，其相变的驱动力包括材料内部位错、晶界等缺陷处和冷却过程中存储的能量均可为钛合金相变及分解的驱动力，当相变发生在缺陷处时，会释放存储的能量进而促进相变的发生。因此，增加热变形时基体的缺陷含量会影响后续热处理过程中微观形貌的变化和相组织的变化。

大规格TB9钛合金线材在其加工过程中由于轧制温度不宜过高，导致其内部组织无法得到充分的破碎细化，因此在后续通过热处理大幅度提高力学性能上显得后劲不足，力学强度远低于小规格线材的力学强度预期。如何通过固溶时效热处理工艺参数获得大规格TB9钛合金线材并对其性能进行调控，是亟待解决的技术难点。

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，提供一种大规格TB9钛合金线材的性能调控方法。该方法通过在TB9钛合金棒材经轧制热变形和固溶处理后进行轧制预变形，促进了α相的生成和析出，从而提高了TB9钛合金线材的强度，改善了TB9钛合金线材的强塑性匹配，突破了TB9钛合金线材规格的限制，实现了对大规格TB9钛合金线材的性能调控。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大规格TB9钛合金线材的性能调控方法，其特征在于，该方法的具体过程为：将TB9钛合金棒材进行轧制热变形，并冷却至室温，然后进行固溶处理，出炉后进行轧制预变形，并冷却至室温，再进行低温长时间的时效热处理，得到TB9钛合金线材；所述TB9钛合金线材的横截面直径为19mm～27mm。