[发明专利]一种高强韧性短时高温钛合金板材及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强韧性短时高温钛合金板材，其特征在于，按质量百分数计，元素组成包括7％～8％的Al、3％～4％的Sn、10％～12％的Zr、2％～3％的Mo、2％～3％的Nb、1％～2％的W、0.5％～0.7％的Si、余量Ti和微量不可避免的杂质元素。

2.一种权利要求1所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将各合金元素原料按照质量百分数比例熔融混合浇铸得到合金铸锭；

将所述合金铸锭依次进行固溶淬火、锻造开坯、双衬板轧制、时效处理，得到所述高强韧性短时高温钛合金板材；

所述固溶淬火具体为：将所述合金铸锭置于硅化物溶解温度以上的温度条件下进行固溶处理，之后用NaCl水溶液淬火处理；

所述锻造开坯具体为：沿合金试样高度方向进行一道次的锻造墩粗，变形温度低于所述合金铸锭的α+β/β相变温度，锻前保温，工艺变形量为60～80％，应变速率为0.05s^-1～0.1s^-1，锻后空冷；

所述双衬板轧制具体为：在待轧制试样的上下表面各铺设一个硬质合金衬板，在低于所述合金铸锭的α+β/β相变温度的温度条件下保温后进行4～6道次轧制，道次轧制之间进行回炉保温；

所述时效处理具体为：于650～750℃真空环境中进行时效退火处理，之后空冷。

3.根据权利要求2所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述合金铸锭为魏氏组织，包括初始β晶粒，以及β晶粒内部的片层α束域。

4.根据权利要求2所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述固溶淬火具体为：将所述合金铸锭置于硅化物溶解温度以上5～20℃的温度条件下固溶2～4h，之后用5～15wt.％NaCl水溶液淬火处理。

5.根据权利要求2所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述锻造开坯过程中，变形温度为所述合金铸锭α+β/β相变温度以下80～100℃，锻前保温20～30min。

6.根据权利要求2所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述双衬板轧制具体为：在待轧制试样的上下表面各铺设一个硬质合金衬板，在所述合金铸锭α+β/β相变温度以下20～50℃的温度条件下保温20～40min后同步送入轧辊间进行4～6道次轧制，每道次下压量为15％，轧制总下压量为60％～90％，道次轧制之间进行回炉保温，每道次回炉保温的温度、时间相同。

7.根据权利要求2所述的高强韧性短时高温钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述时效处理具体为：于650～750℃真空环境中进行4～8h的时效退火处理，真空度为10^-1～10^-2Pa，之后空冷。

8.如权利要求1所述的高强韧性短时高温钛合金板材在制备航天飞行器机身、压气机盘和军事武器零件中的应用。