[发明专利]一种Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法

说明书

本发明涉及钛合金热处理技术领域，公开了一种Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法，所述方法包括以下步骤：将待处理的Ti45Nb钛合金丝材置于马弗炉中，升温至750～860℃进行预热，接着保温0.5～1.6h，然后冷却至室温。本发明方法通过控制预热温度、保温时间和冷却方式，使得热处理后的Ti45Nb钛合金丝材显微组织结构均匀，同时提高了Ti45Nb钛合金丝材的抗拉强度、屈服强度、剪切强度、延伸率等综合力学性能，为Ti45Nb钛合金丝材应用于航空紧固件的生产提供了很好的技术支持。

技术领域

本发明涉及钛合金热处理技术领域，具体涉及一种Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法。

背景技术

随着飞机先进性的提高，对紧固件材料的要求越来越高，高减重、耐腐蚀、无磁性、与复合材料相容性好的钛合金逐渐成为先进飞机紧固件材料的首要选择。

Ti45Nb作为一种先进的航空紧固件用材料，其密度仅为5.7g/cm3，具有优良的耐蚀性、极高的比强度、良好的力学性能和加工性能，适用于制造复合材料连接用铆钉。美国从20世纪80年代开始将Ti45Nb钛合金铆钉广泛应用于各种先进军民用飞机，现已完全取代纯钛铆钉。同时，该合金与Ti-6Al-4V钛合金搭配，制成双金属铆钉，已在波音和空客飞机上大量使用。目前，美国在航空航天产品中全部改用冷加工性能优异的钛铌铆钉。

近几年国内Ti45Nb紧固件质量不稳定，对丝材的组织以及力学性能要求很高，由于退火温度超过一定温度，晶粒快速生长，会极大地降低紧固件用丝材的力学性能，因此达到理想的组织与性能匹配较难，采取合理的热处理工艺才能保证组织和性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法，该方法处理后的Ti45Nb钛合金丝材内部组织均匀，力学性能得到了极大的提高，丝材内部组织和力学性能得到良好匹配。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法，所述方法包括以下步骤：将待处理的Ti45Nb钛合金丝材置于马弗炉中，升温至750～860℃进行预热，接着保温0.5～1.6h，然后冷却至室温。

优选地，所述待处理的Ti45Nb钛合金丝材为旋锻工艺制成。

优选地，所述预热温度为750～850℃，所述保温时间为0.5-1.5h。

优选地，所述预热温度为780～850℃，所述保温时间为0.8-1.5h。

优选地，以所述待处理的Ti45Nb钛合金丝材的总重量为100％计，所述待处理的Ti45Nb钛合金丝材的化学成分为：Nb＝44.32～47.75％，C＝0.01～0.21％，Si≤0.03％，Fe≤0.03％，Cr≤0.02％，Mg≤0.01％，Mn≤0.01％，O＝0.08～0.15％，N＝0.02～0.028％，H≤0.0012％，其余为Ti。

优选地，所述待处理的Ti45Nb钛合金丝材的直径为2～5mm。

优选地，所述待处理的Ti45Nb钛合金丝材的直径为2.1～4.9mm。

优选地，所述马弗炉为箱式炉、管式炉或坩埚炉。

优选地，所述冷却方式为空冷。

本发明第二方面提供上述方法在制备Ti45Nb钛合金丝材中的应用。

本发明的Ti45Nb钛合金丝材的热处理方法，通过控制预热温度、保温时间和冷却方式，使得热处理后的Ti45Nb钛合金丝材显微组织结构均匀，同时提高了Ti45Nb钛合金丝材的抗拉强度、屈服强度、剪切强度、延伸率等综合力学性能，为Ti45Nb钛合金丝材应用于航空紧固件的生产提供了很好的技术支持。

附图说明