[发明专利]高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺

说明书

提供一种高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺，包括以下步骤：通过锻造工艺制造出TC4钛合金棒料；对TC4钛合金棒料进行双重退火：首先将TC4钛合金棒料放入真空炉中进行第一次高温退火，第一次高温退火后保温一定时间；接着将TC4钛合金棒料放入真空炉中进行第二次低温退火，第二次低温退火后再保温一定时间；将第二次低温退火后的TC4钛合金棒料出炉空冷至室温。本发明针对TC4钛合金材料的热处理工艺，采用高温退火和低温退火组成的双重退火工艺，大大提高了TC4钛合金材料的使用性能，提高了TC4钛合金材料应用的范围。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，具体涉及一种高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺。

背景技术

TC4钛合金是一种中等强度的α+β型两相钛合金，含有5.5％～6.8％的α相稳定元素Al和3.5％～4.5％的β相稳定元素V。该合金具有优异的综合性能，在航空航天中作为重要材料而被应用，近几年在军工领域应用日趋扩大。目前TC4钛合金锻件的主流热处理工艺是800℃左右进行的普通退火，根据不同的强度要求在此温度范围内进行微调，由于TC4钛合金材料属于高铝当量α-β型钛合金，初生α相含量在普通退火后占比较大，故这种采用普通退火的热处理工艺存在如下缺陷：一是此种热处理工艺强度随温度的下降而升高，但是高温持久性能呈下降趋势，达不到使用的标准要求；二是经该工艺处理后的产品指标超过标准要求，不符合实际使用需求。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺，本发明针对TC4钛合金材料的热处理工艺，采用高温真空退火和低温真空退火组成的双重退火工艺，大大提高了TC4钛合金材料的使用性能，提高了TC4钛合金材料应用的范围。

本发明采用的技术方案：高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺，包括以下步骤：

步骤1)：通过锻造工艺制造出TC4钛合金棒料；

步骤2)：对TC4钛合金棒料进行双重退火

a、首先将TC4钛合金棒料放入真空炉中进行第一次高温退火，第一次高温退火后保温一定时间，第一次高温退火后出炉时迅速淬水；

b、接着将TC4钛合金棒料放入真空炉中进行第二次低温退火，第二次低温退火后再保温一定时间，第二次低温退火后出炉时迅速淬水；

步骤3)将第二次低温退火后的TC4钛合金棒料出炉空冷至室温，最终得到抗拉强度为1230～1250MPa、屈服强度为1120～1170MPa、硬度为37～38HRC的TC4钛合金棒材。

上述步骤2)a中，所述TC4钛合金棒料的第一次高温退火温度为960～980℃。

上述步骤2)a中，所述TC4钛合金棒料的第一次高温退火后的保温时间40分钟～150分钟。

上述步骤2)b中，所述TC4钛合金棒料的第二次低温退火温度为550～600℃。

上述步骤2)b中，所述TC4钛合金棒料的第二次低温退火后的保温时间为4～6.5小时。

本发明与现有技术相比的优点：

本方案针对TC4钛合金材料的热处理工艺，采用高温退火和低温退火组成的双重退火工艺，从而大大提高了TC4钛合金材料的使用性能，使TC4钛合金材料的抗拉强度达到1230～1250MPa、屈服强度达到1120～1170MPa、硬度达到37～38HRC的，从而提高了TC4钛合金材料应用的范围，使其可广泛应用于航空航天复杂结构零部件以及其它对TC4钛合金强度和塑性均要求较高的产品。

具体实施方式

下面详述本发明的实施例。

高强度高硬度TC4钛合金材料热处理工艺，包括以下步骤：