一种提高tc6钛合金高温抗压性能的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料技术领域，特别涉及一种钛合金的加工方法。
【背景技术】
[0002] TC6钛合金具有普通钛合金比强度高、抗腐蚀性好等优点外，还具有良好的热强 性，是航空航天等工业上应用最为广泛的钛合金之一，可在400~450Γ下长时间服役。因 此，提高TC6钛合金在高温条件下的力学性能，特别是高温抗压强度，具有十分重要的工程 意义。目前，提高TC6钛合金强度的方法主要是形变热处理和淬火时效。采用上述方法可在 工业上应用，但存在工序复杂、变形及热处理制度控制严格，甚至满足不了一些工件的性能 要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种方法简单、操作方便、质量稳定的提高TC6钛合金高温 抗压性能的方法。本发明主要是使高温TC6钛合金在液氮中冷却。
[0004] 本发明的步骤如下：
[0005] (1)加工材料：1^6钛合金，其化学成分质量分数#%为^15.5%~7.0%^〇 2.0%~3.0%，Cr 0.8%~2.3%，Fe 0.2%~0.7%，，Si 0.15%~0.4%，杂质 <0.40,其 余为Ti;
[0006] (2)加热温度:980°C ~1020°C;
[0007] (3)保温时间：20~40min;
[0008] (4)冷却方式:浸入液氮中（_196°C)停留10~30min后取出。
[0009]本发明由于采用液氮冷却处理方法，可使TC6钛合金组织中出现细针状马氏体 (V )，使合金组织内晶界密度增大，增加了位错运动障碍数目，起到晶界强化作用，再者，液 氮冷却处理产生的冷缩作用可使材料内部的空位和微孔等缺陷得到改善，提高了材料的致 密度;此外，深冷处理后TC6钛合金组织中的亚稳定相马氏体在高温(300 °C以上）时将发生 分解，形成弥散的α+?3组织，起到了弥散强化作用，从而提高了 TC6钛合金在高温条件下的抗 压强度。
[0010] 本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明工艺方法简单、操作方便、质量稳 定，有效地提高TC6钛合金高温抗压性能，抗压强度可提高10 %以上，适合于工业化生产。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明实施例1TC6钛合金的压缩断口形貌电镜图，（a)为深冷处理前；（b)为 深冷处理后。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1
[0013] 所用材料为TC6钛合金，其化学成分（质量分数wt%)为:Ti 88·57%、Α1 6.21%、 Mo 2.58%、Cr 1.87、Fe 0.43、Si 0.34;将上述成分的退火态钛合金棒料在KLX-13A型高温 电阻炉内加热到980°C保温40min后，快速浸入液氮中（_196°C)停留30min。用Gleeble-3500 型热模拟试验机测试其在500°C时的抗压强度。其抗压强度的测试结果见表1。
[0014] 实施例2
[0015] 所用材料为TC6钛合金，其化学成分（质量分数wt%)为：Ti 89·83%、Α1 5·5%、Μο 3.0%、Cr 0.8、Fe 0.69、Si 0.15、杂质0.3.;将上述成分的退火态钛合金棒料在KLX-13A型 高温电阻炉内加热到10 2 0 °C保温2 0 m i η后，快速浸入液氮中（-19 6 °C )停留10 m i η。用 Gleeble-3500型热模拟试验机测试其在500°C时的抗压强度。其抗压强度的测试结果见表 1〇
[0016] 实施例3
[0017] 所用材料为TC6钛合金，其化学成分（质量分数wt%)为：Ti 88·36%、Α1 7·0%、Μ〇 2.0%、Cr 2.3、Fe 0.2、Si 0.04、杂质0.10;将上述成分的退火态钛合金棒料在KLX-13A型 高温电阻炉内加热到10 0 0 °C保温3 0 m i η后，快速浸入液氮中（-19 6 °C )停留2 0 m i η。用 Gleeble-3500型热模拟试验机测试其在500°C时的抗压强度。其抗压强度的测试结果见表 1〇
[0018] 表1不同状态下TC6钛合金在500°C时的抗压强度测试结果
[0019]
[0020] 上述实验结果表明：采用本发明方法可有效地提高TC6钛合金的高温抗压强度，较 同温度实施例前TC6钛合金的抗压强度提高了10%以上。
【主权项】
1. 一种提高TC6钛合金高温抗压性能的方法，其特征在于： (1) 原材料为1^6钛合金，其化学成分质量分数的％为:415.5%~7.0%、1〇2.0%~ 3.0%、Cr 0.8%~2.3%、Fe 0.2%~0.7%、Si 0.15%~0.4%、杂质 <0.40,其余为Ti; (2) 将上述TC6钛合金加热至980°C~1020°C，保温20~40min后，快速浸入液氮中-196 。(:停留10~30分钟。
【专利摘要】一种提高TC6钛合金高温抗压性能的方法，其步骤是将TC6钛合金加热至980℃～1020℃，保温20～40min后，快速浸入液氮中(-196℃)停留10～30分钟。本发明工艺方法简单、操作方便、质量稳定，经本发明处理后TC6钛合金具有较高的高温抗压强度，其高温抗压强度较同温度处理前提高了10％以上。
【IPC分类】C22C14/00, C22F1/18
【公开号】CN105624596
【申请号】CN201610142701
【发明人】闫志刚, 赵晓洁, 谌岩, 杨猛, 刘建华
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月14日