一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115786833A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211422612.0(22)申请日2022.11.15(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人寇宏超王亚榕于永浩王军李金山(74)专利代理机构重庆三航专利代理事务所(特殊普通合伙)50307专利代理师万文会(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)C21D1/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法(57)摘要本发明提出了一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，属于钛铝合金材料领域。采用磁场热处理炉对钛铝合金进行热处理前，首先按一定励磁速率升至设定磁场强度，然后对其进行热处理。且满足7T≤磁场强度≤9T，热处理温度为1225℃‑1370℃(涉及不同成分的不同相区)，试样随炉升温，保温时间为30‑60min，随后冷却。相比无磁场热处理后的显微组织，强磁场处理后得到的显微组织明显细化，表明强磁场热处理可以有效实现钛铝合金显微组织的细化。本发明在钛铝合金一步热处理过程中直接引入强磁场(7T≤磁场强度≤9T)，操作方便，设备和工艺简单、周期较短。CN115786833ACN115786833A权利要求书1/1页1.一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，包括：当强磁场热处理炉内的磁场强度达到设定值后，将钛铝合金试样放入强磁场热处理炉内；其中，7T≤磁场强度的设定值≤9T；从室温以恒定速率升温至设定的热处理温度，保温30‑60min，试样随炉升温，随后冷却；其中，所述热处理温度为1225℃‑1370℃。2.根据权利要求1所述的强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，当所述热处理温度位于钛铝合金的α+β/β0+γ三相区温度范围内时，能够实现所述钛铝合金片层团尺寸的细化。3.根据权利要求1所述的强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，当所述热处理温度位于钛铝合金的α+γ两相区温度范围内时，能够实现所述钛铝合金双态组织的细化。4.根据权利要求1所述的强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，当所述热处理温度位于钛铝合金的α单相区温度范围内时，能够实现所述钛铝合金金等轴α相的晶粒细化。5.根据权利要求1所述的强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，所述磁场强度的设定值为7T。6.根据权利要求1所述的强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法，其特征在于，将所述钛铝合金试样放入强磁场热处理炉的中心位置，保证样品受热均匀及周围梯度磁场最小。2CN115786833A说明书1/6页一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法技术领域[0001]本发明属于钛铝合金材料热处理技术领域，尤其涉及一种强磁场处理细化钛铝合金显微组织的方法。背景技术[0002]钛铝合金是一种新型轻质高温结构材料，比重不到镍基高温合金的50%，具有高熔点、高比模量、比强度、比刚度以及优异的抗蠕变、抗氧化、抗燃烧等性能，被认为是650℃‑900℃替代镍基高温合金的首选材料，在航空航天，车辆等热端物件都具有广泛的应用前景。然而，受限于本征脆性导致的室温塑性低、加工困难等问题，严重制约了钛铝合金的实用化进程。[0003]研究表明，钛铝合金是显微组织敏感性材料，其力学性能和晶粒尺寸之间符合Hall‑Petch关系，细化显微组织可以有效提高合金的强塑性。同时，细化显微组织，裂纹在扩展过程中会发生偏转、分叉、桥接等，从而表现出高的疲劳裂纹扩展阻力。因此，获得均匀、细小的显微组织对提高钛铝合金力学性能非常重要。常用细化晶粒显微组织的方法主要包括合金化、热机械加工等。《Grainrefinementbylowboronadditionsinniobium‑richTiAl‑basedalloys》、《Influenceofnano‑Y2O3additiononmicrostructureandtensilepropertiesofhigh‑AlTiAlalloys》、《DistributionofNb,WandBinTiAlalloyandtheireffectonmicrostructure》等文献报道了Nb、B、W及Y元素对钛铝合金晶粒细化的作用。但添加Nb、W这类元素容易造成严重的微观偏析，并使大量β相保留至室温，由于β0相的硬脆特征，会降低合金的力学性能。《OnthegrainsizerefinementofTiAlalloysbycyclicheattreatment》、《Effectofmulti‑stageheattreatmentonmechanicalproperti