一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法与流程

本发明涉及钛合金轧制工艺，具体地说是一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法。

背景技术：

1、钛合金因其具有比强度高、耐腐蚀等优良特性，已在现代化发展中得到广泛的应用，尤其钛合金板材已经被用作于航天、航空以及航海等领域的关键零部件。钛合金一般被分为α、α+β和β钛合金，这其中，应用最为广泛的是α+β钛合金，α+β钛合金也被称为双相钛合金，具有优异的综合使用性能，在航空航天、海洋工程、化学工程等领域均得到广泛的使用；双相钛合金组织变化多样，通过对钛合金采用不同的热处理工艺可以得到以下各种组织，分别是魏氏组织、网篮组织、双态以及等轴组织；由于钛合金对温度的敏感性，热处理通常需要大量的时间才能使组织完成转变，并且加热温度、加热时间、冷却方式等一系列影响板材组织和性能的因素都使得钛合金在生产过程中周期长，成本高；板材微观组织对于合金性能的影响很大，这其中包括组织晶粒尺寸大小、分布、形态等，双相钛合金板材在热加工之后可以通过双重退火热处理工艺改变组织形态，然而，双重退火工艺已经将钛合金板材的强度性能提升到极限，继续提升可能就很难达到双相钛合金的最佳强塑匹配；本发明则是在双重退火热处理工艺的基础之上通过引入小变形温轧进一步提高板材的强度性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法，提高双相钛合金板材强度性能，减少板材热处理时间，本发明基于传统双重退火工艺，独特性地提出一种通过小变形温轧提高组织强度的方法，在实际生产中可利用高温退火处理的余温进行温轧，使组织发生形变，引入大量的位错缺陷，再通过退火在缺陷位置形成二次αs相，增大两相界面来提高合金的强度。此外温轧变形还可以加速组织转变，减少钛合金板材热处理时间。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：包括以下步骤：

4、步骤s1.将一块钛合金板坯进行多道次热轧，控制每道次热轧的压下量为10-20mm，得到板材一；

5、步骤s2.将步骤s1热轧之后的板材一进行一次退火；

6、步骤s3.将步骤s2的高温退火的板材一进行温轧，随后将板材采用热矫直工艺进行矫直，之后冷却，得到板材二；

7、步骤s4.将步骤s3的板材二进行二次退火，随后通过精整处理得到成品。

8、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：步骤s2中一次退火具体为：将热轧之后的板材一送入辊底炉，控制辊底炉中的温度以8-15℃/min的速度升高至第一温度，保温30min，随后将辊底炉冷却到第二温度，保温1-2h。

9、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：第一温度比钛合金板坯的β相变点温度低80-100℃，第二温度比钛合金板坯的β相变点温度低150-200℃。

10、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：步骤s3中温轧时的温度比第二温度低20-50℃。

11、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：步骤s3中矫直时的温度比第二温度低50-100℃，矫直速度为0.5-1m/s。

12、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：步骤s3温轧的轧制压下量为成品厚度的15％-20％；步骤s4的打磨量为0.2-0.5mm。

13、优选的是，所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其中：步骤s4中二次退火的温度为500℃-700℃，退火时间为1-3h。

14、本发明的优点：

15、(1)本发明的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，利用热轧时预留15％-20％成品厚度和退火时的温度使组织变形，通过在组织中引入位错缺陷，通过后续退火就可在β基体中析出细小的二次αs相来强化组织，提高板材强度。

16、(2)本发明的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，在双重退火期间引入小变形温轧可利用高温退火处理的温度直接进行温轧，且只需要轧制一个道次，再经过热矫直即可保持板型；该方法可以通过变形为组织提供驱动力，诱发组织加快转变，减少退火的时间。

技术特征：

1.一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：步骤s2中一次退火具体为：将热轧之后的板材一送入辊底炉，控制辊底炉中的温度以8-15℃/min的速度升高至第一温度，保温30min，随后将辊底炉冷却到第二温度，保温1-2h。

3.如权利要求2所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：第一温度比钛合金板坯的β相变点温度低80-100℃，第二温度比钛合金板坯的β相变点温度低150-200℃。

4.如权利要求3所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：步骤s3中温轧时的温度比第二温度低20-50℃。

5.如权利要求3所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：步骤s3中矫直时的温度比第二温度低50-100℃，矫直速度为0.5-1m/s。

6.如权利要求1所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：步骤s3温轧的轧制压下量为成品厚度的15%-20%；步骤s4的打磨量为0.2-0.5mm。

7.如权利要求1所述的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，其特征在于：步骤s4中二次退火的温度为500℃-700℃，退火时间为1-3h。

技术总结
本发明提供一种提高双相钛合金板材热处理效果的方法，包括以下步骤：步骤S1.将一块钛合金板坯进行多道次热轧，控制每道次热轧的压下量为10‑20mm，得到板材一；步骤S2.将步骤S1热轧之后的板材一进行一次退火；步骤S3.将步骤S2的高温退火的板材一进行温轧，随后将板材采用热矫直工艺进行矫直，之后冷却，得到板材二；步骤S4.将步骤S3的板材二进行二次退火，通过精整处理得到成品。本发明的提高双相钛合金板材热处理效果的方法，利用热轧时预留15%‑20%成品厚度和退火时的温度使组织变形，通过在组织中引入位错缺陷，在无沉淀区析出细小晶粒，提高板材强度。

技术研发人员：张晶棋,陈海涛,魏永华,杨国庆,余日成,邓清华
受保护的技术使用者：江苏翔云钛合金新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31