一种新型钛合金的热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型钛合金的热处理技术领域，特别是涉及 Ti-5Al-5M〇-5V-3Cr-lZr合金的热处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 钛合金因具有比强度高、耐腐蚀性强等优点，近年来已被广泛应用于航空、航天 领域，迅速发展成为具有强大生命力的新型关键结构材料，具有非常重要的应用价值和广 阔的应用前景。钛合金在飞机上使用可以减轻质量，提高结构效率，降低飞行成本，因此， 钛合金在飞机的某些部位逐渐替代了钢、铝合金和镍基高温合金，成为航空工业大型结构 件的理想材料。Ti-5Al-5M〇-5V-3Cr-lZr钛合金是一种新型0型钛合金，其名义成分为 Ti-5Al-5M〇-5V-3Cr-lZr (以下简称Ti55531)。这种新型钛合金具有良好的断裂韧性和高 强度匹配特性，比较适用于机翼和发动机挂架之间连接装置的制造。为了满足我国航空业 的需求，研制Ti55531合金的热处理工艺方法对合金的性能的影响至关重要。
[0003] Ti55531合金传统的热处理的工艺方法是0退火+时效d退火：在0相变 点以上20-60°C，保温至少1个小时，炉冷至650-800°C，保温1 -4小时，空冷；时效：在 500-670°C，保温至少4小时，空冷。
[0004] 采用该热处理制度进行热处理后，抗拉强度和屈服强度均在1200Mpa左右，而合 金的延伸率却只有4%左右，一次合格率较低，不能满足客户的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：新型钛合金Ti-5Al-5M〇-5V-3Cr-lZr采用传统的 热处理方法处理后，锻件的抗拉强度、屈服强度和延伸率一次合格率较低，既不能满足客户 的需求，又造成材料和能源的浪费。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 一种新型钛合金Ti-5Al-5M〇-5V-3Cr-lZr的热处理工艺方法，其特征在于，采用 等温退火的热处理工艺，包括如下步骤，
[0008] 步骤1将锻件放入炉内，加热炉升温至750-850°C，保温时间为：HX1. 2分钟，其中 H为锻件最大截面的最小厚度，单位为mm;
[0009] 步骤2升温至@相变点以上10°C至40°C，保温时间为：HX0. 6+60分钟，其中H 为锻件最大截面的最小厚度，单位为mm ;
[0010] 步骤3炉冷，控制炉冷速率，保证在1到3小时内冷却到600-650°C ;
[0011] 步骤4在600-650°C下，保温时间为：HX1.2+360分钟，其中H为锻件最大截面的 最小厚度，单位为_ ;
[0012] 步骤5锻件出炉空冷，完成热处理工艺。
[0013] 本发明的有益效果是：通过调整热处理过程中的工艺参数，采用等温退火的方法 代替3退火+时效的热处理工艺方法，控制炉冷速率，从而保证了 Ti55531合金的一次合 格率。与原来的热处理工艺方法相比，节约了大概40%的能源。
【具体实施方式】
[0014] 下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明：
[0015] 某Ti55531钛合金实验件，要求性能达到如下表1指标：
【主权项】
1. 一种新型钛合金的热处理方法，其特征在于，采用等温退火的热处理工艺，包括如下 步骤， 步骤1将锻件放入炉内，加热炉升温至750-850°C，保温时间为：HX1. 2分钟，其中H为 锻件最大截面的最小厚度，单位为mm; 步骤2升温至P相变点以上KTC至40°C，保温时间为：HXO. 6+60分钟，其中H为锻 件最大截面的最小厚度，单位为_ ; 步骤3炉冷，控制炉冷速率，保证在1到3小时内冷却到600-650°C; 步骤4在600-650°C下，保温时间为：HX1. 2+360分钟，其中H为锻件最大截面的最小 厚度，单位为_ ; 步骤5锻件出炉空冷，完成热处理工艺。
【专利摘要】新型钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr具有良好的断裂韧性和高强度匹配特性，比较适用于机翼和发动机挂架之间连接装置的制造。研制Ti55531合金的热处理工艺方法对合金的性能的影响至关重要。采用传统的热处理制度进行热处理后，对锻件进行理化测试，锻件的抗拉强度和屈服强度和延伸率合格率较低，造成材料和能源的浪费，不能满足客户的需求。本发明通过调整热处理过程中的工艺参数，采用等温退火的工艺方法代替β退火+时效的热处理工艺方法，控制炉冷速率，从而保证了Ti55531合金的一次合格率。与原来的热处理工艺方法相比，节约了大概40%的能源。
【IPC分类】C22F1-18
【公开号】CN104694863
【申请号】CN201310670435
【发明人】张创, 谭海波, 秦卫东, 孙向波, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】陕西宏远航空锻造有限责任公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日