[发明专利]一种改善增材制造β型钛合金中缺陷的热处理方法

说明书

本发明提供一种改善增材制造β型钛合金中缺陷的热处理方法，该方法包括：提供增材制造β型钛合金，所述增材制造β型钛合金含有孔隙和未溶颗粒缺陷；对所述增材制造β型钛合金加压至预设压力，并加热至预设温度后，对所述增材制造β型钛合金进行热处理；降温处理，得到组织致密的β型钛合金。本发明工艺流程简单且周期短，成本低，后续加工余量小，在增材制造β型钛合金基础上有效改善缺陷的同时，可通过热处理改善组织、弱化织构，降低材料的各向异性，进而提升β型钛合金的强度、塑性以及抗疲劳等性能。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体地，涉及一种改善增材制造β型钛合金中缺陷的热处理方法。

背景技术

目前，增材制造技术由于其逐层叠加沉积，快速的冷却速度，使得其对比传统制备方式制备的金属，增材制造金属材料普遍具有较好的综合性能表现，从而其在航空航天、医用植入等领域均有着更好的应用前景。

但与此同时，增材制造β型钛合金也存在着一些问题，这在一定程度上限制了其进一步的应用。一方面，类似于传统铸造零件，增材制造β型钛合金也会存在着气孔、裂纹以及未溶颗粒等缺陷，这些缺陷对材料后续的性能带来不利影响；另一方面，由于增材制造过程中快速的冷却速度以及极大的温度梯度，会容易产生明显的外延生长倾向，这种外延生长会使得增材制造β型钛合金有着较强的柱状晶生长取向，并且会带来明显的晶体织构，这无疑会使得增材制造材料产生明显的各向异性。对于β钛合金而言，由于增材制造过程中的原位热处理作用，容易使得增材制造β型钛合金会产生某些析出相，这可能会对材料的性能带来不利的影响。

基于以上问题，科研工作者们提出了相应的解决方案，在一定程度上可以实现增材制造β型钛合金的组织与性能调控。针对于增材制造过程中容易产生的缺陷，针对性的提出了诸如搅拌摩擦处理、热等静压处理、等静角挤压等后处理措施，可以有效的改善材料的组织缺陷；而针对于增材制造金属材料因具有明显的晶体取向的柱状晶带来的各向异性以及所产生的有害析出相等，研究发现可以通过相应的热处理方式来实现材料性能的有效调控。

经过检索发现：

公开号为CN111074185A的中国发明专利，公开了一种能有效降低激光增材制造钛合金各向异性的热处理方法，该方法包括：步骤1，将激光增材制造钛合金试样随炉升温至965～975℃后保温20～25min，然后随炉冷却至795～805℃并保温20～25min；步骤2，将步骤1后的试样随炉升温至965～975℃并保温20～25min，然后随炉冷却至795～805℃并保温20～25min；步骤3，将步骤2热处理方式重复进行3次；步骤4，将步骤3后的试样随炉升温至965～975℃后保温20～25min，然后随炉冷却至300℃以下；步骤5，将步骤4后的合金随炉升温至940～950℃并保温1h，然后空冷至300℃以下；步骤6，将步骤5后的合金随炉升温至500～600℃并保温4h，然后空冷至室温。但是该发明仍然存在如下问题：涉及多种工艺过程累加，多次的升温保温等热处理增加了制造周期和成本，工艺较为复杂。

若能继续开发出能够将缺陷改善与热处理结合的新型低成本增材制造后处理工艺，将可以整体改善材料的组织，从而有效的提升增材制造β型钛合金的性能，拓展其应用领域。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种改善增材制造β型钛合金中缺陷的热处理方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种改善增材制造β型钛合金中缺陷的热处理方法，包括：

提供增材制造β型钛合金，所述增材制造β型钛合金含有孔隙和未溶颗粒缺陷；

对所述增材制造β型钛合金加压至预设压力，并加热至预设温度后，对所述增材制造β型钛合金进行热处理；

再对所述增材制造β型钛合金降温处理，得到组织致密的β型钛合金。