提高熱連軋Ti6Al4V合金持久壽命的預(yù)處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合金的熱處理工藝，具體是一種能明顯提高熱連軋Ti6A14V合金在不同條件持久壽命的熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金經(jīng)過不同工藝進(jìn)行熱處理后，合金內(nèi)所發(fā)生的微觀組織變化大大的影響和控制著合金的性能優(yōu)劣，是鈦合金生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，一直是材料科學(xué)工作者研宄的熱點(diǎn)之一。由 ASM internat1nal 所出片反的 Materials properties handbook:Titanium alloys(1994)，公開了一種棒狀鍛造態(tài)Ti6A14V合金的標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝，該工藝是955°C，2h，水冷，540°C保溫4h，空冷。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是比較成熟，性價(jià)比高，使用范圍廣泛；缺點(diǎn)是僅局限在對鍛造態(tài)Ti6A14V合金進(jìn)行熱處理及性能評價(jià)，該鍛造態(tài)合金是利用真空凝殼爐制備錠坯，然后采用等溫鍛造技術(shù)熱鍛成型的傳統(tǒng)方法制備，其設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜，故生產(chǎn)成本較高。采用熱連軋技術(shù)生產(chǎn)Ti6A14V合金，可達(dá)到降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的目的，而本發(fā)明中提到的提高熱連軋Ti6A14V合金持久壽命的熱處理工藝尚無參考可循。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明提供提高熱連軋Ti6A14V合金持久壽命的熱處理工藝，其目的在于對熱連軋Ti6A14V合金進(jìn)行熱處理，從而提高熱連軋Ti6A14V合金在不同條件下的持久壽命，使合金具有更好的綜合性能。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的:
提高熱連軋Ti6A14V合金持久壽命的預(yù)處理工藝，該工藝按如下步驟進(jìn)行:
(a)將合金置于高溫馬弗爐中1000-1020°C下保溫45min_75min，之后進(jìn)行水冷；
(b)然后再將合金在480-520°C下保溫3h-4h，之后進(jìn)行空冷；使其合金中的相組成轉(zhuǎn)變成網(wǎng)籃組織，通過改變微觀組織結(jié)構(gòu)，來提高合金的蠕變性能，從而提高其持久壽命。
[0005]所述的熱連軋Ti6A14V合金，其化學(xué)組分為Ti質(zhì)量百分比含量88.5-90.5%, Al質(zhì)量百分比含量5.5-6.5%，V質(zhì)量百分比含量3.5-4.5%，其余為C，0，N微量元素。
[0006]優(yōu)點(diǎn)及效果:經(jīng)過本發(fā)明中的工藝熱處理之后的熱連軋Ti6A14V合金，在不同條件下的持久壽命得到大大提高。在400°C條件下，對熱連軋Ti6A14V合金施加應(yīng)力為600MPa，合金的蠕變壽命為320 h，與未經(jīng)過熱處理的合金相比，其持久壽命提高4~5倍。本工藝提升了傳統(tǒng)材料的科技含量，可廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域；同時(shí)，促進(jìn)鈦合金的工業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)的產(chǎn)能效率，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0008]以下實(shí)施例中所采用的棒狀熱連軋Ti6A14V合金為先將真空感應(yīng)爐熔煉的Ti6A14V合金錠坯，經(jīng)三次真空自耗爐重熔成鑄坯，然后進(jìn)行熱連軋制備而成，其化學(xué)組成如下(質(zhì)量百分含量):A1:6.33 ；V:4.00 ；Fe:0.20 ； C:0.03 ；0:0.17 ；N:< 0.01 ；H:<0.004 ；T1:余量。
[0009]實(shí)施例1
將棒狀熱連軋Ti6A14V合金置于高溫馬弗爐中在1000°C下，保溫45 min，之后進(jìn)行水冷；然后再將合金在480°C下，保溫3 h，之后進(jìn)行空冷。其目的是在高溫馬弗爐中將熱連軋Ti6A14V合金于1000°C保溫45 min，對合金進(jìn)行固溶處理，使合金中α相轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪?；再?80°C下，保溫3 h，空冷，對合金進(jìn)行時(shí)效處理，在低溫下析出針狀α相，使合金的微觀組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)籃組織，提高合金的持久壽命。
[0010]將其和未經(jīng)過熱處理的熱連軋Ti6A14V合金進(jìn)行不同條件的拉伸蠕變性能測試，測試結(jié)果如下:
(I)未經(jīng)熱處理的熱連軋Ti6A14V合金在400°C /600 MPa條件下的持久壽命為56 h，而經(jīng)過熱處理的合金在此條件下的持久壽命延長至320 h，提高近5倍。
[0011](2)未經(jīng)熱處理的熱連軋Ti6A14V合金在410°C/550 MPa條件下的持久壽命為76h，而經(jīng)過熱處理的合金在此條件下的持久壽命延長至300 h，提高近4倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.提高熱連軋Ti6A14V合金持久壽命的預(yù)處理工藝，該工藝按如下步驟進(jìn)行: (a)將合金置于高溫馬弗爐中1000-1020°C下保溫45min_75min，之后進(jìn)行水冷； (b)然后再將合金在480-520°C下保溫3h-4h，之后進(jìn)行空冷；使其合金中的相組成轉(zhuǎn)變成網(wǎng)籃組織，通過改變微觀組織結(jié)構(gòu)，來提高合金的蠕變性能，從而提高其持久壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高熱連軋Ti6A14V合金持久壽命的預(yù)處理工藝，其特征在于:所述的熱連軋Ti6A14V合金，其化學(xué)組分以質(zhì)量百分比含量計(jì):Ti 88.5-90.5%，Al.5.5-6.5%，V 3.5-4.5%，F(xiàn)e 0.1-0.2% ;其余為 C，O，N 微量元素。
【專利摘要】本發(fā)明涉及合金的熱處理工藝，具體是能明顯提高熱連軋Ti6Al4V合金在不同條件持久壽命的熱處理工藝方法。該方法包括對熱連軋Ti6Al4V合金進(jìn)行固溶處理及時(shí)效處理的方法，通過改變合金微觀組織結(jié)構(gòu)，從而提高合金的持久壽命。通過本發(fā)明的實(shí)施，經(jīng)過熱處理的熱連軋Ti6Al4V合金的持久壽命比未經(jīng)過熱處理的合金持久壽命提高4~5倍。
【IPC分類】C22C14-00, C22F1-18
【公開號】CN104611612
【申請?zhí)枴緾N201510096078
【發(fā)明人】肖麗, 田素貴, 包憲宇, 尚麗娟
【申請人】沈陽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年3月4日