[发明专利]一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺，热处理工艺包括1)：将Ti65合金铸件加热至β转变温度以上5～10℃，热透后即出炉风冷或水冷；2)：铸件在β转变温度以下10～45℃温度范围内到温装炉进行保温—降温—保温—升温—保温┈┈循环热处理，要求每两个相邻保温温度的差值不小于10℃，保温时间60～180分钟，重复该步骤10～20次；3)：最后铸件随炉冷却至β转变温度以下20～40℃，保温90～120后空冷或风冷。本发明得到Ti65合金的铸件为双态组织，其在室温强度不低于1060Mpa，屈服不低于950Mpa，延伸率不低于5％，面缩不低于7％。

技术领域

本发明属于高温钛合金技术领域，具体涉及到一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺。

背景技术

Ti65合金是中国科学院金属研究所自主研制(专利号：CN201410195990.9)的一种最高使用温度为650℃的高温钛合金。由于该合金的成分特点，使该合金较传统两相钛合金，例如TC4、TA15和TC11等具有更高的使用温度和热强性，但合金的塑性较差。因此该合金发明专利《一种新型耐热钛合金及其加工制造方法和应用》中，与该合金的匹配的热加工工艺均采用了两相区反复变形的方式获得双态组织，以匹配合金的强塑性。随着航空航天领域某些复杂构件对轻质、耐高温材料的迫切需求，研制出Ti65铸造构件并要求铸件具有较好的塑性成为目前650℃高温钛合金尚未解决的难题。

发明内容

为解决上述技术问题，提出了一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺，具体技术方案如下：

一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺，热处理工艺包括如下步骤：

步骤1)：将Ti65合金铸件加热至β转变温度以上5～10℃，热透后出炉水冷；

步骤2)：炉温升至合金β转变温度以下15～30℃后将铸件放置于热处理炉中再次快速升温至设置温度后保温60～180分钟；

步骤3)：随后铸件随炉降温10～15℃，然后继续保温60～180分钟后再升温至β转变温度以下15～30℃继续保温60～180分钟；如此重复该步骤10～20次；

步骤4)最后铸件随炉冷却至β转变温度以下20～40℃，保温90～120后空冷或风冷。

所述的一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺，其优选方案为Ti65合金铸件的成分的质量百分比为，Al：5.4～6.0％，Sn：3.5～4.5％，Zr：3.0～4.5％，Mo：0.2～0.8％，Si：0.25～0.5％，Nb：0.2～0.5％，Ta：0.3～1.2％，W：0.2～1.6％，C：0.0～0.07％，余量为Ti和其他不可避免的杂质。

所述的一种用于改善Ti65合金铸件组织的热处理工艺，其优选方案为所述Ti65钛合金铸件最终得到双态组织，其在室温强度不低于1060Mpa，屈服不低于950Mpa，延伸率不低于5％，面缩不低于7％，在650℃强度不低于670Mpa，屈服不低于650Mpa，延伸率不低于10％，面缩不低于15％。

本发明与现有技术相比具有的优点和有益效果：

与传统热处理相比，本发明工艺最终得到双态组织，其室温延伸率较传统的热处理工艺大幅提高；铸件的室温强度不低于1060Mpa，屈服不低于950Mpa，延伸率不低于5％，面缩不低于7％，在650℃强度不低于670Mpa，屈服不低于650Mpa，延伸率不低于10％，面缩不低于15％。

附图说明

图1为本发明实施例1热处理后的Ti65合金铸件的显微组织照片；

图2为本发明实施例2热处理后的Ti65合金铸件的显微组织照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。