一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113943911A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111165042.7(22)申请日2021.09.30(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人张金钰张崇乐张东东刘刚孙军(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)C22C14/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法(57)摘要本发明公开的一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法，将合金在马弗炉中1000～1100℃下的β单相区保温1～2h，然后淬火至室温获得均匀的β相，将得到的合金再次升温至相变点以上，并且保温10‑20min后进行轧制，最后将轧制得到的板材在相变点之上5～10°保温1～2min后淬火至室温，得到具有层状结构的双相TRIP钛合金；通过上述方法制备的层状结构的双相TRIP钛合金，可以获得的最优性能为：屈服强度875MPa、断裂延伸率36％力学性能组合。其屈服强度为目前常用TRIP亚稳态β钛合金的两倍高，并几乎不损失塑性。基于上述特性，使得本发明合金在TRIP亚稳态β钛合金中具有很大的竞争优势。CN113943911ACN113943911A权利要求书1/1页1.一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将钛合金在1000～1100℃下的β单相区保温1～2h，然后淬火至室温；步骤2、将步骤1得到的钛合金再次升温至相变点以上温度，并且保温10～20min；步骤3、对步骤2保温后的钛合金采用跨β轧制方法进行轧制，单道次压下量为3～5％的轧制变形，总轧制压下量为85～96％；步骤4、将步骤3得到的钛合金在相变点以上温度保温1～2min后淬火至室温，得到具有层状结构的双相高强TRIP钛合金。2.根据权利要求1所述的一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金的制备方法，其特征在于，步骤2中相变点温度为765±5℃。3.根据权利要求1所述的一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金的制备方法，其特征在于，步骤2和步骤4中所述保温温度为相变点温度以上的5‑10℃。4.根据权利要求1所述的一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金的制备方法，其特征在于，步骤3中每道次轧制完成后，回炉保温1min。5.根据权利要求1所述的一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金的制备方法，其特征在于，步骤4中所述保温时间为1min。6.一种权利要求1‑5任一项所述制备方法制备的具有层状结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，所述层状结构包括层状的α析出相和层状β晶粒交替构成。7.根据权利要求6所述的具有层状结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，所述层状的α析出相片层的厚度均50～400nm。8.根据权利要求6所述的具有层状结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，所述层状β晶粒片层厚度为0.23～4.1μm。9.根据权利要求6所述的具有层状结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，当总轧制压下量为85％时，层状的α析出相片层的厚度均50～400nm，层状β晶粒片层厚度为0.5～4.1μm；当总轧制压下量为90％时，层状的α析出相片层的厚度为50～400nm，层状β晶粒片层厚度为0.7～1.5μm；当总轧制压下量为92％时，层状的α析出相片层的厚度为50～400nm，层状β晶粒片层厚度为0.23～1.2μm；当总轧制压下量为94％时，层状的α析出相片层的厚度为50～400nm，层状β晶粒片层厚度为0.23～0.56μm。2CN113943911A说明书1/6页一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料领域，具体为一种具有层状结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法。背景技术[0002]在高科技产业中，由于结构材料面对日益严苛的服役环境，因此具有优异延展性的高强度材料一直是材料学家追求的目标。钛合金具有高的比强度、高的耐腐蚀性、无磁性以及优异的强塑性匹配等特点，在化工、医疗器械以及航海、航空航天等领域获得了广泛的应用。[0003]得益于优异的可成型性和耐腐蚀性，不锈钢或Co‑Cr合金在石油化工管道、航海等领域的复杂管道和结构件中应用非常广泛，但是其屈服强度很低(约为200‑300MPa)，在使用过程中经常会出现过载而导致的失效事故。而TRIP/TWIP亚稳态β钛合金不仅具有较高的耐腐蚀性，同时其屈服强度可以到达500MPa，约为不锈钢或Co‑Cr合金的两倍，因此具有极高的应用价值。此外，TRIP/TWIP亚稳态β钛合