[发明专利]一种提高钛合金力学性能的快速复合热处理工艺

摘要

一种提高钛合金力学性能的快速复合热处理工艺，所述工艺通过在高温β相区进行短时保温，以消除加工过程中产生的内应力，获得全β组织，然后降温至α+β相区保温以在β晶粒的晶界处形成晶界α相及由晶界形核向晶内生长的片状α相，形成晶界强化相；然后将淬火至室温状态的钛合金在α+β相区保温，形成晶内弥散强化效应；最后钛合金从保温温度直接淬火至室温，使得钛合金在没有发生α相变的β相区域以亚稳定状态被保留至室温，使得钛合金在外力加载时具有相变强化效应。本发明能有效提高合金处理效率，节约能源，同时有效提高钛合金件的力学性能。

主权项

1.一种提高钛合金力学性能的短时间复合热处理工艺，其特征在于，该工艺通过在高温β相区进行短时保温，将所有α相转变为β相，并将晶粒的长度尺寸控制在150μm以下，获得全β组织；然后降温至α+β相区保温，在β晶粒的晶界处形成晶界α相及由晶界形核向晶内生长的片状的初生α相，并将晶粒尺寸的长度尺寸控制在20μm以下，形成晶界强化相；将上述形成晶界强化相的钛合金直接淬火至室温并保持，然后将淬火至室温状态钛合金α+β相区保温，以在β相晶内形成尺寸约为1μm～2μm的呈弥散分布且尺寸细小的颗粒状次生α相，控制次生α相所占含量百分比控制在3～7％，形成晶内弥散强化效应；最后将钛合金从保温温度直接淬火至室温，使得钛合金在没有发生α相变的β相区域以外力加载时具有相变强化效应的亚稳定状态被保留至室温；其具体包括以下操作步骤：/n步骤一：将钛合金料投入炉体中，将钛合金加热至α+β/β转变温度以上15℃～20℃，该温度区间即为高温β相区，在该温度下保温5min～7min；/n步骤二：将经过步骤一处理的钛合金从高温β相区10℃～15℃/s的降温速率将合金温度降至α+β/β转变温度以下50℃～100℃，该温度区间即为α+β相区，在此温度下保温5min～7min；/n步骤三：将经过步骤二处理的钛合金从α+β相区直接淬火至室温，以将高温状态下得到的组织快冷并保持到室温状态；/n步骤四：将上述室温状态下的钛合金以大于15℃/s的升温速率加热至α+β相区保温50～70s；/n步骤五：将经过步骤四处理的钛合金从保温温度直接淬火至室温即得到力学性能加强后的成品钛合金。/n