[发明专利]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

权利要求书

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1℃-10℃，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%，钛合金每道次轧制变形后至回炉保温，其时间间隔小于1min；

步骤4、将步骤3得到的钛合金在相变点以上1℃-10℃，保温1-3min、3-5min或5-10min后淬火至室温，得到具有异质叠层结构的双相钛合金；

所述异质叠层结构的双相钛合金包括交替层叠的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，完全再结晶的β晶粒为等轴晶粒；

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。

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钛合金的制备方法，其特征在于，所述钛合金为Ti-Al-Mo-Cr-Zr亚稳态β钛合金，步骤2中相变点温度为760±5℃。

3.一种权利要求1或2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，完全再结晶的β晶粒为等轴晶粒；

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。

4.根据权利要求3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α析出相富集片层和α析出相匮乏片层的厚度均为1-20μm。

5.根据权利要求3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，所述拉长晶粒为β亚晶粒，所述再结晶晶粒尺寸为1-18μm。