[发明专利]扭转剪切复合挤压制备钛合金微/纳米块体方法

摘要

本发明涉及一种扭转剪切复合挤压制备钛合金微/纳米块体方法，属于钛合金微纳米块体制备技术领域。通过将扭转挤压剧烈塑性成形与剪切挤压剧烈塑性成形工艺的复合，发挥两种工艺挤压方向变形前后一致，变形区材料承受静水压力，修复微观材料缺陷，同时扭转挤压为以挤压轴为中心的轴对称剪切变形，剪切挤压为垂直于挤压轴的剪切变形，两种塑性变形剪切方向不同，具有细化晶粒的互补性，通过对两种挤压加工道次的优化组合，制备高性能微纳米钛合金块体材料，在此基础上进行剪切挤压变形，对拉长的旋转型细晶进行垂直于挤压轴方向的反复剪切变形，形成进一步的细化晶粒。

主权项

扭转剪切复合挤压制备钛合金微/纳米块体方法，其特征在于：第一步：钛合金坯料的制备及模具的制造，针对最终钛合金材料几何尺寸加工制造相应的扭转挤压及剪切挤压模具；第二步：扭转挤压剧烈塑性成形：将钛合金坯料置于扭转挤压挤压筒中，通过相应的挤压设备配合扭转挤压模具进行扭转挤压剧烈塑性变形，依托挤压过程中以挤压轴为中心的剧烈轴对称剪切变形，在不改变坯料截面几何形状的条件下趋使钛合金晶粒发生强烈的扭转变形，通过位错的剧烈运动快速形成位错胞和亚晶，形成对钛合金晶粒的初次细化；第三步：取样分析，力学性能测试，及微观组织观察：对于扭转挤压变形后的组织进行显微分析，确定晶粒尺寸的变化；第四步：剪切挤压剧烈塑性成形，将经扭转挤压变形后的钛合金坯料置于剪切挤压挤压筒中，通过相应的设备并配合剪切挤压模具进行剪切挤压剧烈塑性变形；通过挤压过程中以挤压轴水平面为对称面的剧烈错动型剪切变形，在不改变坯料截面几何形状的条件下趋使钛合金晶粒发生强烈的错动变形，依托位错的进一步剧烈运动，驱动扭转挤压形成的位错胞和亚晶发生转动及进一步变形，完成对钛合金晶粒的再次细化；第五步：取样分析，力学性能测试，及微观组织观察；对于剪切挤压变形后的组织进行显微分析，确定晶粒尺寸的变化；第六步：剧烈塑性成形工艺的循环复合：结合上述扭转挤压及剪切挤压的微观组织特征，进行剧烈塑性成形工艺的循环复合。