专利名称：一种钛合金的热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金的热处理方法，特别是涉及一种Ti53311S钛合 金的热处理方法，特别适合改善近a型Ti53311S钛合金锻造棒材高温力 学性能的热处理方法。
背景技术：
钛合金具有低密度、高比强及优异的耐高温、耐腐蚀特性被誉为"飞 行金属"广泛用作宇航材料。Ti53311S钛合金是我国二十世纪八十年代自 主研制的高温、高强钛合金，可用于航空发动机叶片、盘等耐热部件，特 别适合卫星姿控发动机喷注器使用。卫星发动机喷注器不仅要在高温、高压的环境下工作，而且要受燃气 剂的腐蚀，因而根据这一特点，西北有色金属研究院设计、研制开发了比 重小、强度高、耐高温、耐腐蚀的新型近ot型Ti53311S钛合金。然而， 在使用过程中，对直径大于等于90mm的锻造棒材，使用现有的热处理制 度很难同时满足在55(TC高温下，延伸率大于等于12%时，抗拉强度大于 等于686MPa的条件。切实提高Ti53311S钬合金在55(TC高温下的力学性 能，有利于保证航天卫星的顺利升空。发明内容本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种工艺简单，可提高Ti53311S钛合金在55(TC高温下的力学性能的 Ti53311S钛合金的热处理方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是 一种Ti53311S钛 合金的热处理方法，其特征在于在电阻加热炉中进行热处理，热处理过程分为两个阶段第一阶段温度为930°C 98(TC的热处理，保温时间为30~ 90分钟，冷却方式为水冷；第二阶段温度为54(TC 58(TC的热处理，保 温时间为4~8小时，冷却方式为空冷；所述热处理过程中，钬合金的热 加工累计变形量大于95%，成品锻造温度控制在cx + P两相区内，终锻温度 大于900°C。本发明与现有技术相比具有以下优点采用本发明的热处理方法，可 以实现Ti53311S钛合金锻造棒材在55(TC高温抗拉强度凡> 686MPa,延伸 率^>12%，面缩率7>30%,完全满足使用要求。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1Ti53311S钛合金伊90mm锻造棒材，热加工累计变形量为95%,终锻 温度为910。C;经第一阶段98(TC保温90分钟，水冷；第二阶段温度为560°C 保温6小时，空冷处理后，在550。C高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 720MPa，延伸率爿15%,面缩率Z: 52%。实施例2Ti53311S钛合金^90mm锻造棒材，热加工累计变形量为96%，终锻 温度900。C;经第一阶段970。C保温90分钟，水冷；第二阶段温度为56(TC 保温6小时，空冷处理后，在55(TC高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 710MPa，延伸率爿20%,面缩率Z: 59%。实施例3Ti53311S钛合金p90mm锻造棒材，热加工累计变形量为96%,终锻 温度900。C;经第一阶段95(TC保温90分钟，水冷；第二阶段温度为56(TC 保温6小时，空冷处理后，在55(TC髙温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 700MPa,延伸率」18%,面缩率Z: 57%。实施例4Ti53311S钛合金p90mm锻造棒材，热加工累计变形量为95%，终锻 温度900。C;经第一阶段930。C保温90分钟，水冷；第二阶段温度为560。C 保温6小时，空冷处理后，在550。C高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度7 m: 690MPa，延伸率爿24%，面缩率Z: 66%。实施例5Ti53311S钛合金一0mm锻造棒材，热加工累计变形量为98%，终锻 温度920。C;经第一阶段980。C保温90分钟，水冷；第二阶段温度为560。C 保温6小时，空冷处理后，在55(TC高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 755MPa,延伸率^: 15%,面缩率Z: 66%。实施例6Ti53311S钛合金^40mm锻造棒材，热加工累计变形量为99%,终锻 温度920。C;经第一阶段980。C保温70分钟，水冷；第二阶段温度为560。C 保温6小时，空冷处理后，在550。C高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 800MPa,延伸率爿22.5%,面缩率Z: 66%。实施例7Ti53311S钛合金p20mm锻造棒材，热加工累计变形量为99%，终锻 温度90(TC;经第一阶段980。C保温40分钟，水冷；第二阶段温度为560°C 保温6小时，空冷处理后，在550。C高温时，提高了力学性能；具体为抗 拉强度i m: 790MPa,延伸率^: 16.5。/。，面缩率Z: 75%。
权利要求
1.一种Ti53311S钛合金的热处理方法，其特征在于在电阻加热炉中进行热处理，热处理过程分为两个阶段第一阶段温度为930℃～980℃的热处理，保温时间为30～90分钟，冷却方式为水冷；第二阶段温度为540℃～580℃的热处理，保温时间为4～8小时，冷却方式为空冷；所述热处理过程中，钛合金的热加工累计变形量大于95％，成品锻造温度控制在α+β两相区内，终锻温度大于900℃。
全文摘要
本发明提供了一种Ti53311S钛合金的热处理方法，特别适合改善近α型Ti53311S钛合金550℃高温力学性能的热处理方法。其特征在于热处理过程分为两个阶段第一阶段温度为930℃～980℃热处理，保温时间为30～90分钟，冷却方式为水冷；第二阶段温度为540℃～580℃热处理，保温时间为4～8小时，冷却方式为空冷；所述热处理过程中，钛合金的热加工累计变形量大于95％，成品煅造温度控制在α+β两相区内，终锻温度大于900℃。采用本发明的热处理方法，可以实现Ti53311S钛合金锻造棒材在550℃高温抗拉强度R<sub>m</sub>≥686MPa，延伸率A≥12％，面缩率Z≥30％，完全满足使用要求。
文档编号C22F1/18GK101403082SQ20081015091
公开日2009年4月8日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者倪沛彤, 军 李, 杨建朝, 段启辉, 权 洪, 王成长, 艾建玲, 董亚军, 陈杜娟, 韩明臣 申请人:西北有色金属研究院