[发明专利]一种协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织及其制备方法

说明书

本发明公开了一种协同优化TA19钛合金强塑性的新型多尺度组织，其组织由大α晶粒，小等轴α晶粒、片层α和弥散α组成，所述大α晶粒、小等轴α晶粒、片层α和弥散α的体积分数范围分别为15%~30%，62%~75%，3%~5%和5%~10%。进一步还提供了该强塑性协同优化的TA19钛合金新型多尺度组织的制备方法，包括前热处理‑热轧‑后热处理等步骤。通过调控不同尺度α相的分布和相对含量，使得TA19钛合金强塑性得到协同优化。

技术领域

本发明涉及优化近α和α+β钛合金性能的方法，尤其涉及一种协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织及其制备方法，属于轻合金加工技术领域。

背景技术

对于大部分近α和α+β钛合金，可根据α相的形貌和分布将将常用的微观组织分为以下四类：等轴组织、双态组织、网篮组织、魏氏组织。这四种组织性能各有利弊：等轴组织具有良好的塑性，但强度较低；片层组织具有很好的抗裂纹扩展能力，但强度和塑性较差；网篮组织具有较好强度，但塑性较差；双态组织综合性能较好。针对以上四种传统的组织类型，采用热加工工艺可以对其α相的晶粒形貌、尺寸、分布、取向等组织参量进行调控，进而在一定程度上优化其力学性能。但是，对传统组织类型的组织参量进行调控，很难获得钛合金强度和塑性的协同优化。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织，解决现有钛合金强塑性难以协同优化的问题。

进一步，提供该协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织，其组织由大α晶粒，小等轴α晶粒、片层α和弥散α组成。

进一步，所述大α晶粒、小等轴α晶粒、片层α和弥散α的体积分数范围分别为15％～30％，62％～75％，3％～5％和5％～10％。

进一步，所述弥散α为纳米尺度。

一种协同优化TA19钛合金强塑性的多尺度组织的制备方法，对原始双态组织的TA19钛合金经前热处理-热轧-后热处理，制备出大α晶粒，小等轴α晶粒、片层α和弥散α组成的多尺度组织，包括以下步骤：

1)前热处理：将原始双态组织的TA19钛合金随炉加热至970℃～990℃，保温1h～2h，然后将其空冷至室温；

2)热轧：将步骤1)空冷获得的TA19钛合金放入炉温为890℃～910℃的加热炉中，保温0.5h～1h后，进行单向轧制，下压量为70％～85％，然后将制得的钛合金薄板空冷至室温；

3)后热处理：将步骤2)热轧空冷后的钛合金薄板放入580℃～600℃加热炉中，保温4～8h后，然后将其在空气中冷却至室温，即得到强塑性协同优化的TA19钛合金。

进一步，步骤1)空冷后的TA19钛合金，其等轴α含量为15％～30％，片层α含量为70％～85％。

进一步，步骤2)热轧空冷后的钛合金薄板组织中，其大α晶粒由原始等轴α晶粒拉长转变获得，小等轴α由原始片层α球化转变获得，片层α为未发生球化的残余片层α。

进一步，步骤3)后热处理获得细小弥散的α相。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过对传统双态组织的TA19钛合金进行前热处理-热轧-后热处理，获得大α，小等轴α、片层α和细小弥散的α组成的多尺度组织。通过调控不同尺度α相的分布和相对含量，使得TA19钛合金强塑性得到协同优化。