[发明专利]一种提高物理性能的钛合金材料的热处理工艺

说明书

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种提高物理性能的钛合金材料的热处理工艺。具体包括：将满足实际要求的钛合金零件进行表面的去污处理；将钛合金零件置于空气炉中，进行第一次退火处理，炉温控制在890℃，时间为40℃；炉冷到480‑500℃后，钛合金出炉空冷3‑5h；然后对钛合金进行水淬处理8h；再二次退火处理，于720℃保温2 h，出炉空冷后再于600℃条件下保温2 h；退火整个过程处于氮气气体环境中；除氢时炉内的绝对压强应6.0×1O Pa，加热温度一般为600℃，保温时问3h；保温后，钛合金零件应在氩气中快速冷却到180℃，出炉空冷，在STA或CWA状态的钛合金不能采用真空除氢；钛合金零件在真空炉中，于850℃条件下，保温处理10‑15h；然后水冷冷却处理3.5h。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种提高物理性能的钛合金材料的热处理工艺。

背景技术

钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。近年来，钛合金材料以其优越的物理化学性能在工业制造领域得到了大量的推广和应用，特别是在航空制造业，钛合金材料以其强度高、质量轻的优势，正逐步替代传统航空工业材料，从发展趋势来看，钛及其合金制品在航空制造业中将得到进一步的发展和应用。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的 冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及 环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产 贮氢材料和形状记忆合金等。然而，钛合金存在诸多缺点，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质；还有抗磨性差，生产工艺复杂，在大规模生产作业中，钛及其合金制品在进行热处理工艺，其工艺质量往往受到原材料、设备、工艺方法和人员技能等多方面因素的影响，经常出现零件表面被氧气污染，或零件酸洗后被氢离子腐蚀等问题。由此可见，进一步提高钛合金制品的热处理工艺质量，对钛合金零件的热处理工艺进行进一步的完善和控制，从而提升其可操作性及生产效率，最终获得合格产品，显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种提高物理性能的钛合金材料的热处理工艺。该工艺方法能够明显提高现有合金材料的物理性能，能够更好的满足实际的航空行业的材料发展需求。

为了实现上述目的，本发明提供的提高物理性能的钛合金材料的热处理工艺，具体包括以下步骤。

步骤1、预处理：将经过人工检验的满足实际要求的钛合金零件进行表面的去污处理，用干净的白布和丙酮清除零件表面的油脂、卤化物和其他有害物。备用。

步骤2、退火处理：将钛合金零件置于空气炉中，进行第一次退火处理，炉温控制在680-890℃，时间为40-60℃；炉冷到480-500℃后，钛合金出炉空冷3-5h；然后对钛合金进行水淬处理6-8h；再二次退火处理，于705-760℃保温1-2 h，出炉空冷后再于560-600℃条件下保温1-2 h；退火整个过程处于惰性气体环境中。

步骤3、除氢处理：除氢时炉内的绝对压强应不大于7×1O Pa，加热温度一般为600-750℃，保温时问不小于1 h；保温后，钛合金零件应在氩气中快速冷却到180-200℃，出炉空冷，在STA或CWA状态的钛合金不能采用真空除氢。

步骤4、淬火处理：钛合金零件在真空炉中，于750-850℃条件下，保温处理10-15h；然后水冷或置于在惰性气体中冷却处理2-3.5h。

所述惰性气体为氮气或氦气。

本发明的显著效果。