[发明专利]针对近β钛合金低倍粗晶组织分布的预测与调控方法

权利要求书

1.一种针对近β钛合金低倍粗晶组织分布的预测与调控方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、在不同工艺条件下对材料进行组织测定，其具体包括以下子步骤：

S11、降温热变形试验：

从典型近β钛合金Φ130mm锻棒上切取Φ8×12mm圆柱状试样，在热/力模拟试验机上进行恒应变速率降温压缩实验，加热到设定温度后保温一段时间，随后降温到变形温度，变形温度从560℃～700℃区间内选取4个以上温度点，变形量为0％～70％不等，变形速率为0.005s^-1～0.5s^-1间的一个固定速率，之后进行降温单轴热变形；

S12、完全退火热处理：

将热变形后的试样进行完全退火热处理，热处理的具体方法为：将炉温加热至720℃～820℃，到达温度后放入试样，炉温稳定后开始计时，保温时间为60min～240min，达到保温时间后，取出试样空冷，试样退火完成后，平行于压缩方向沿中心切开，观察心部宏观组织与微观组织；

S13、确定不同低倍组织对应的显微组织特性：

对多组降温热压缩工艺条件下的试样心部的宏观组织和微观组织进行分析，确定低倍组织的低倍粗晶与非低倍粗晶，其中，低倍粗晶的判定条件为是否存在肉眼可见暗色斑点；

S2、通过统计分析不同变形工艺下的热压缩试样心部的低倍组织，得到不同条件参数下低倍粗晶产生所具有的规律性；

S3、建立低倍粗晶的量化预测模型：

基于步骤S2中关于低倍粗晶的统计结果，确定低倍粗晶的产生条件，明确变形温度T、应变ε_f及应变速率之间的关系，三者之间关系如式(1)和式(2)所示；

-1.06×10^-7T³+1.97×10^-4T²-0.12T+24.63≤ε_f≤-1.76×10^-7T³+3.28×10^-4T²-0.20T+41.32 (1)

式(1)、(2)表示了在不同温度下产生低倍粗晶的应变量区间和应变速率区间；

将上述式(1)、(2)作为低倍粗晶的量化预测模型；

S4、低倍粗晶分布的预测：基于低倍粗晶形成的判定条件得到步骤S3中低倍粗晶显现的临界条件，并基于上述临界条件，通过有限元数值模拟分析，实现近β钛合金低倍粗晶分布的可视化预测；

S5、低倍粗晶分布的调控：通过提高模具温度和增加下压速度重新进行模拟，并将模拟结果按照步骤S4的方式进行低倍粗晶分布的预测，以达到减轻和消除低倍粗晶的目的。

2.根据权利要求1所述的针对近β钛合金低倍粗晶组织分布的预测与调控方法，其特征在于：步骤S13中对显微组织的观察具体包括以下步骤：

S131、从某近β钛合金锻件上切取不同低倍晶区的金相试样，试样首先经过研磨抛光，然后在成分比例为HF:HNO₃:H₂O＝1:4:23的腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为8s～12s；

S132、使用金相显微镜对试样的不同低倍晶区的显微组织进行观察分析，显微组织均为典型双态组织，显微组织中分布等轴初生α相以及等轴原始β晶粒。