一种具有异质叠层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CN113174551A(43)申请公布日2021.07.27(21)申请号202110345276.3(22)申请日2021.03.30(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包翔云刘刚孙军(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人范巍(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3页(54)发明名称一种具有异质叠层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异质叠层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1000～1200℃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10°保温1～10min后淬火至室温，得到具有异质叠层结构的双相TRIP钛合金；通过上述方法制备的异质叠层结构的双相TRIP钛合金，可以获得屈服强度分别为875MPa、断裂延伸率28％，屈服强度702MPa、断裂延伸率48.5％和屈服强度595MPa、断裂延伸率45％的力学性能组合。CN113174551ACN113174551A权利要求书1/1页1.一种具有异质叠层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1000～1200℃下的β单相区保温1～2h，然后淬火至室温获得均匀的β相；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3～10％的轧制变形，每道次轧制完成后，回炉保温1min，总轧制压下量为80～90％；步骤4、将步骤3得到的钛合金在相变点以上温度保温0.5～10min后淬火至室温，得到具有异质叠层结构的双相钛合金。2.根据权利要求1所述的一种具有异质叠层结构的双相高强高塑性TRIP钛合金的制备方法，其特征在于，步骤2中相变点温度为760±5℃。3.根据权利要求1所述的一种具有异质叠层结构的双相高强高塑性TRIP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1°‑10°。4.根据权利要求1所述的一种具有异质叠层结构的双相高强高塑性TRIP钛合金的制备方法，其特征在于，步骤3中钛合金每道次轧制变形后至回炉保温，其时间间隔小于1min。5.根据权利要求1所述的一种具有异质叠层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1‑3min、3‑5min或5‑10min。6.一种权利要求1‑5任一项所述制备方法制备的具有异质叠层结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，所述异质叠层结构包括交替层叠的α析出相匮乏片层和α析出相富集片层，α析出相富集片层中α相的含量大于α析出相匮乏片层中α相的含量；α析出相富集片层为拉长晶粒，含有亚晶界；α析出相匮乏片层由完全再结晶晶粒构成，α析出相位于晶界处。7.根据权利要求6所述的具有异质叠层结构的双相高强高塑性TRIP钛合金，其特征在于，所述α析出相富集片层和α析出相匮乏片层的厚度均为1‑20μm。8.根据权利要求6所述的具有异质叠层结构的双相高强高塑性TRIP钛合金，其特征在于，所述拉长晶粒为β亚晶粒，所述再结晶晶粒尺寸为1‑18μm。9.根据权利要求6所述的具有异质叠层结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，所述完全再结晶的β晶粒为等轴晶粒。10.根据权利要求6所述的具有异质叠层结构的双相高强高塑性钛合金，其特征在于，步骤4中，轧制后的钛合金在相变点以上保温1‑2min，α析出相匮乏片层和α析出相富集片层的厚度范围为1‑5μm；当保温3‑5min，α析出相匮乏片层和α析出相富集片层的厚度范围为5‑10μm；当保温5‑10min，α析出相匮乏片层和α析出相富集片层的厚度范围为10‑20μm。2CN113174551A说明书1/6页一种具有异质叠层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，具体为一种具有异质叠层结构的双相高强高塑性钛合金及其制备方法。背景技术[0002]通过使用新型高强比以及轻量化的结构材料可以显著减少化石燃料和其他能源的消耗。钛合金是重要的轻质结构材料，通过调控其微观结构，可以获得强度和延展性的出色组合。与β相和α+β两相钛合金相比，亚稳态β钛合金表现出更好的淬硬性，不仅具有塑性、强度、疲劳抗力的良好匹配和优异的变形加工性能，还具有较高的抗腐蚀性能，因而拥有巨大的应用前景。一般来说，添加不同的合金元素(例