一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法与流程

本发明属于钛合金材料热加工、热处理工艺技术领域，涉及一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法。

背景技术：
α+β型钛合金是指即含有α稳定元素，又含有β稳定元素，常温下含有α和β两相组织的钛合金，该合金往往兼具α钛合金和β钛合金的特点，常温强度高，中等温度的耐热性也不错，热处理强化性能和焊接性能良好，两相钛合金具有牌号多、应用广的特点。两相钛合金在热加工和热处理阶段可有效改善和调节α相和β相含量和比例，以达到应用要求的组织和性能。形变热处理工艺是将塑性形变和热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综全效果的一种工艺方法。在两相钛合金的形变热处理工艺环节中需要进行淬火处理，目前由于设备等原因采用热加工后再进行热处理+淬火的方式，不仅效率低，耗能，而且单独热处理和淬火只适合三维尺寸小的材料，不能实现批量化的生产。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法，解决了现有α+β型钛合金形变热处理工艺中存在的效率低、耗能高，不能批量化生产的问题。本发明所采用的技术方案是，一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法，采用一种α+β型钛合金形变热处理在线淬火装置，包括两辊轧机，两辊轧机的末道次出口处设有流水冷却管道，流水冷却管道的两端分别通过支架a和支架b支撑，支架a靠近两辊轧机设置，支架a的高度高于支架b的高度使流水冷却管道呈倾斜状，流水冷却管道的一端端口为进料口，流水冷却管道的管壁上设有进水口，进水口靠近进料口设置，流水冷却管道的另一端端口为出料、出水口，出料、出水口的下方设有接水槽，接水槽的一侧设有冷床；其中流水冷却管道的倾斜角α的范围为5°～10°；其中流水冷却管道的直径为轧件直径的2～3倍；其中进水口通过管道连接接水槽；其中流水冷却管长度为1.5m～2.5m；其中两辊轧机轧制出的轧件正对流水冷却管道的进料口设置；其中流水冷却管道的两端端口口径相同且均为喇叭状；其中两辊轧机、支架a、支架b、接水槽及冷床均固定在同一平面上；具体包括以下步骤：步骤1，将α+β型钛合金按一定轧制形变量在两辊轧机中进行轧制，获得规定的轧件规格和显微组织；步骤2，将步骤1轧制完成后所得的轧件利用余温在流水冷却管道中进行在线淬火处理；步骤3.对步骤2淬火后的轧件进行低温的去应力热处理。本发明的特点还在于，其中步骤1中α+β型钛合金轧制时的轧制形变量控制在85％～95％。其中步骤2中淬火时的轧件余温温度控制在800℃～850℃。其中步骤2在线淬火处理的具体过程为：首先，从进水口处接通自来水，使流水冷却管道中充满冷却水，将经步骤1轧制完成后的轧件从流水冷却管道一端的进料口进入并通过充满冷却水的流水冷却管道内部，从流水冷却管道另一端的出料、出水口出来后进入冷床空冷，淬火完成。其中步骤3中对淬火后的轧件进行去应力热处理的温度为550℃～650℃。本发明的有益效果是，本发明提供的方法通过对α+β型钛合金进行一定形变量轧制，并在轧制后进行在线淬火工艺和淬火后的低温去应力退火的形变热处理工艺，利用形变强化和相变强化在保持一定塑性的前提下，提高了(α+β)型钛合金材料强度。同时，通过在线流水冷却装置，实现两相钛合金的在线流水淬火工艺，可实现轧件的连续淬火处理，实现批量化处理。解决了现有形变热处理工艺的效率低、耗能高，不能批量化生产的问题。附图说明图1是本发明一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法中采用的一种α+β型钛合金形变热处理在线淬火装置的结构示意图；图2是本发明一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法的实施例1中TC4钛合金显微组织；图3是本发明一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法的实施例1中TC4钛合金显微组织中的马氏体组织α′。图中，1.两辊轧机，2.轧件，3.进水口，4.支架a，5.流水冷却管道，6.接水槽，7.冷床，8.支架b。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明一种提高α+β型钛合金强度的形变热处理方法，采用一种α+β型钛合金形变热处理在线淬火装置，结构如图1所示，包括两辊轧机1，两辊轧机1的末道次出口处设有流水冷却管道5，流水冷却管道5的两端分别通过支架a4和支架b8支撑，支架a4靠近两辊轧机1设置，支架a4的高度高于支架b8的高度使流水冷却管道呈倾斜状且与水平面形成夹角α，流水冷却管道5的一端端口为进料口，流水冷却管道5的管壁上设有进水口3，进水口3靠近进料口设置，流水冷却管道5的另一端端口为出料、出水口，出料、出水口的下方设有接水槽6，接水槽6的一侧设有冷床7；其中流水冷却管道5的倾斜角α的范围为5°～10°；其中流水冷却管道5的直径为轧件2直径的2～3倍；其中进水口3通过...