度为7_。
[0037](3)中间热处理:将步骤(2)处理后得到的厚度为7mm的第二半成品板材置于550°C的热处理炉内保温20分钟，得到第三半成品板材。
[0038](4)对称乳制:对称乳制过程中乳辊的直径和转速均相同，使不对称乳制处理后的板材更加平整化，且进一步细化组织。将步骤(3)处理后得到的第三半成品板材立即进行对称乳制处理，对称乳制的乳下量为11%，得到的超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材为6.3mm。本发明方法制备的Ti_6Al_4V合金板材晶粒尺寸小于500nm，为超细晶，组织均匀；强度高于1200MPa，比普通T1-6A1-4V合金板材高200?500MPa ;同时保留了普通T1-6A1-4V合金板材优良的耐腐蚀性能和生物相容性等优点。
[0039]实施例3
[0040]以固溶时效处理状态下的普通T1-6A1_4V合金板材为初始材料制备超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的步骤如下:
[0041](I)前处理:采用热乳状态下厚度为60mm的普通Ti_6Al_4V合金板材为原料；将板材置于内100tC的热处理炉中保温30分钟，得到第一半成品板材。
[0042](2)不对称乳制:利用不对称乳制过程中产生的剪切作用使T1-6A1_4V合金板材发生强烈的塑性变形而导致组织超细化。不对称乳制时乳辊初始温度为室温，将步骤(I)得到的第一半成品板材立即进行不对称乳制处理，不对称乳制的方式为乳辊直径和转速均不相同，不对称乳制过程中板材上下表面乳辊的线速度比例为1.20，乳下量为90%，不对称乳制处理后得到的第二半成品板材的厚度为6_。
[0043](3)中间热处理:将步骤(2)处理后得到的厚度为6mm的第二半成品板材置于800°C的热处理炉内保温10分钟，得到第三半成品板材。
[0044](4)对称乳制:对称乳制过程中乳辊的直径和转速均相同，使不对称乳制处理后的板材更加平整化，且进一步细化组织。将步骤(3)处理后得到的第三半成品板材立即进行对称乳制处理，对称乳制的乳下量为90%，得到的超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材为0.6mm。本发明方法制备的T1-6A1-4V合金板材晶粒尺寸小于500nm，为超细晶，组织均匀；强度高于1200MPa，比普通T1-6A1-4V合金板材高200?500MPa ;同时保留了普通T1-6A1-4V合金板材优良的耐腐蚀性能和生物相容性等优点。
[0045]实施例4
[0046]—种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，包括以下步骤:
[0047](I)前处理:将厚度为1mm的热乳状态、退火状态或固溶时效处理状态的T1-6A1-4V合金板材置于550°C的热处理炉中保温120分钟，得到第一半成品板材，第一半成品板材组织包括大部分为等轴状α相组织、或大部分为板条状(α+β)混合组织，或等轴状α相和板条状(α+β)比例相当的组织；
[0048](2)不对称乳制:经步骤I热处理后的T1-6A1_4V合金板材立即进行不对称乳制处理，利用不对称乳制过程中产生的剪切作用使材料发生强烈的塑性变形而导致组织超细化，乳辊初始温度为室温，不对称乳制的方式为乳辊直径相同而转速不同的方式，上下两乳辊的转速的比例为1.10，不对称乳制的乳下量大于30%，得到厚度大于或等于1_的第二半成品板材，第二半成品板材组织内部平均晶粒尺寸小于I μπι，组织中密排六方结构的α相和体心立方结构的β相共存；
[0049](3)中间热处理:步骤(2)处理后的T1-6A1-4V合金板材置于550?800°C的热处理炉中，利用中间热处理使材料内部组织发生部分再结晶并增加其可变形能力，中间热处理时的保温时间为10分钟，得到第三半成品板材；
[0050](4)对称乳制:经步骤(3)处理后的T1-6A1-4V合金板材立即进行对称乳制，对称乳制过程中乳辊的直径和转速均相同，使不对称乳制处理后的板材更加平整化，且进一步细化组织，乳辊初始温度为室温，乳辊的直径和转速均相同，对称乳制的乳下量大于10%，得到厚度大于或等于0.5mm的超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材，组织内部平均晶粒尺寸小于500nm，组织中密排六方结构的α相和体心立方结构的β相共存，抗拉强度在1200MPa 以上。
[0051]实施例5
[0052]—种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不对称乳制的方式为乳辊直径相同而转速不同的方式，上下两乳辊的转速的比例为2.50。
[0053]实施例6
[0054]—种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不对称乳制的方式为乳辊直径不同而转速相同的方式，上下两乳辊的直径的比例为1.10。
[0055]实施例7
[0056]—种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不对称乳制的方式为乳辊直径不同而转速相同的方式，上下两乳辊的直径的比例为2.50。
[0057]实施例8
[0058]—种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不对称乳制的方式为乳辊直径和转速均不相同的方式，上下两乳辊的直径的比例为1.05，上下两乳辊的转速的比例为1.05。
[0059]实施例9
[0060]一种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其步骤与实施例4基本相同，不同之处在于，步骤(2)中不对称乳制的方式为乳辊直径和转速均不相同的方式，上下两乳辊的直径的比例为2.40，上下两乳辊的转速的比例为2.40。
【主权项】
1.一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)前处理:将厚度为10?60mm的初始Ti_6Al_4V合金板材置于550?1000°C的热处理炉中保温30?120分钟，得到第一半成品板材；(2)不对称乳制:经步骤(I)热处理后得到的第一半成品板材立即进行不对称乳制处理，乳辊初始温度为室温，不对称乳制过程中板材上下表面的乳辊的线速度比为1.10?2.50，不对称乳制的乳下量大于30%，得到厚度大于或等于Imm的第二半成品板材； (3)中间热处理:步骤(2)处理后得到的第二半成品板材置于550?800°C的热处理炉中保温10?30分钟，得到第三半成品板材； (4)对称乳制:经步骤(3)处理后得到的第三半成品板材立即进行不对称乳制，乳辊初始温度为室温，乳辊的直径和转速均相同，对称乳制的乳下量大于10 %，得到厚度大于或等于0.5mm的超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材。2.根据权利要求1所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的不对称乳制的方式为乳辊直径相同转速不同、乳辊直径不同转速相同或乳辊直径和转速均不相同三种方式中的任意一种。3.根据权利要求2所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，乳辊直径相同转速不同时，上下两乳辊的转速的比例为1.10?2.50。4.根据权利要求2所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，乳辊直径不同转速相同时，上下两乳辊的直径的比例为1.10?2.50。5.根据权利要求2所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，乳辊直径和转速均不相同时，上下两乳辊的直径的比例为1.05?2.40，上下两乳辊的转速的比例为1.05?2.40。6.根据权利要求1所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的初始T1-6A1-4V合金板材为热乳状态、退火状态或固溶时效处理状态。7.根据权利要求1所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的第一半成品板材组织包括大部分为等轴状α相组织、或大部分为板条状(α+β)混合组织、或等轴状α相和板条状(α+β)比例相当的组织。8.根据权利要求1所述的一种超细结构高强度T1-6A1_4V合金板材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的第二半成品板材组织内部平均晶粒尺寸小于I ym，组织中密排六方结构的α相和体心立方结构的β相共存。9.根据权利要求1所述的一种超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的超细结构高强度T1-6A1-4V合金板材组织内部平均晶粒尺寸小于500nm，组织中密排六方结构的α相和体心立方结构的β相共存，抗拉强度在1200MPa以上。
【专利摘要】本发明涉及一种超细结构高强度Ti-6Al-4V合金板材的制备方法，该方法首先将厚度为10～60mm的初始Ti-6Al-4V合金板材在热处理炉中处理，然后依次进行不对称轧制、中间热处理和对称轧制处理，得到组织内部平均晶粒尺寸小于500nm，组织中密排六方结构的α相和体心立方结构的β相共存，抗拉强度在1200MPa以上的超细结构高强度Ti-6Al-4V合金板材。与现有技术相比，本发明不仅能够提高Ti-6Al-4V钛合金的性能，同时工艺简单、可采用一般工业设备实现、生产效率高，便于工业化应用。
【IPC分类】C22F1/18
【公开号】CN105112832
【申请号】CN201510598134
【发明人】李志明, 孙衍乐, 付立铭, 单爱党, 查民中, 周友方
【申请人】上海交通大学, 上海医疗器械（集团）有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日