[发明专利]钛合金α单晶的制备方法

权利要求书

1.一种钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)生成较大β晶粒：将Ti-6Al-4V合金大尺寸铸锭在β单相区进行热处理，炉冷至室温，获得具有较大尺寸β晶粒的铸锭；

(2)β晶粒取样：对具有较大尺寸β晶粒铸锭内部区域进行扫描电镜及EBSD分析后，选择特定取向并切取尺寸较大的钛合金β晶粒，获得β晶粒样品；

(3)外加拉伸/压缩载荷：将步骤(2)所得β晶粒样品装入拉伸/压缩装置中，抽真空后，充入氩气进行保护；然后沿特定方向施加恒定的拉伸或压缩应力，同时进行热处理，炉冷至室温后卸载力，获得包含α单晶的样品；

(4)经步骤(3)处理后所得样品进行扫描电镜观察及EBSD分析，获得样品中α相片层形貌、尺寸、晶体取向等信息；

(5)单晶选择：依据步骤(4)观察与分析结果，选择合适样品角度剥离出α单晶。

2.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述铸锭为直径大于40cm的圆柱锭。

3.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，热处理温度为950-1050℃，保温时间0.5-1.5h，该热处理过程可实现生成较大尺寸β晶粒。

4.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，选择特定取向并切取尺寸较大的钛合金β晶粒是指：选择100取向、110取向或111取向在β晶粒相对两侧切取钛合金β晶粒。

5.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所施加的拉伸或压缩应力的方向垂直于步骤(2)中的特定取向；所述拉伸或压缩应力为10-50MPa。

6.根据权利要求1或5所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述热处理过程为：先升温至Ti-6Al-4V合金β单相区并保温20-30min；然后缓慢降低至合金相变点以下10-20℃，保温24h，炉冷至室温，使α相缓慢长大。

7.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所施加外加载荷为10-50MPa时，能够保证材料在弹性作用范围内；在低至合金相变点以下10-20℃保温处理时，使α相形核较少，有利于单晶制备。

8.根据权利要求1所述的钛合金α单晶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，通过外加载荷与热处理过程能够稳定控制α相片层厚度在毫米量级。