[发明专利]通过锻造和热处理获得钛合金三态组织的方法

摘要

一种通过锻造和热处理获得钛合金三态组织的方法，将坯料在α+β两相区锻造，改善钛合金的初始组织，得到含有等轴α的等轴或双态组织，为后续的热处理工艺提供了组织形态上的准备。同时，本发明中α+β两相区锻造温度区间比近β锻造范围更宽，加热温度更低，避开了近β锻造温度区间较窄，接近β相转变温度Tβ，高温多火次加载晶粒易粗化等问题。在后续热处理过程中，通过不同的热处理温度与冷却方式的组合，控制等轴α的含量，β转变基体上条状α的析出，最终得到三态组织钛合金。本发明对钛合金的初始组织类型无特殊要求，适用多种初始组织类型的钛合金，在钛合金α+β两相区通过三重热处理，为钛合金锻件获得三态组织提供了一种有效的工艺路径。

主权项

一种通过锻造和热处理获得钛合金三态组织的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，α+β两相区锻造；将电阻炉温度加热至低于钛合金的β转变点30～50℃；将坯料放入电阻炉中并保温；保温时间为15～120min；将模具加热至低于钛合金β转变点40～60℃；坯料保温结束后，采用常规锻造方法加载变形，得到钛合金锻件；根据该坯料的锻比确定锻造火次：若该坯料的为锻比≤70%，则单火次加载完成变形；若该坯料的锻比>70%，则两火次加载完成变形，且两火次中该坯料的锻比相同；锻造中，压力机的压下速度为0.2～0.4mm/s；通过水冷或空冷方式将变形后钛合金冷却至室温；得到钛合金锻件；步骤二，第一次热处理；将电阻炉加热至低于钛合金β转变点10～20℃；将得到的钛合金锻件放入电阻炉中并保温；保温时间在两相区锻造前保温时间基础上增加60min；保温结束后在10s内将锻件浸没水中，通过水冷方式将该锻件冷却至室温，使钛合金锻件组织成为α等轴+马氏体；步骤三，第二次热处理；将电阻炉加热至低于钛合金β转变点40～50℃；将得到的组织为α等轴+马氏体的钛合金锻件放入温度低于钛合金β转变点40～50℃电阻炉中并保温；保温时间在两相区锻造前保温时间基础上增加60～90min；保温结束后在10s内将锻件浸没水中，通过水冷的方式将该锻件冷却至室温，使锻件组织改变为α等轴+α条片+马氏体；步骤四，第三次热处理；第三次热处理的温度为800～850℃；将得到的组织为α等轴+α条片+马氏体的钛合金锻件放入温度为800～850℃电阻炉中并保温；保温时间在两相区锻造前保温时间基础上增加60～90min保温结束后取出钛合金锻件空冷到室温，得到具有三态组织的钛合金锻件。