[发明专利]近α高温钛合金中α2相和硅化物的协调控制方法

摘要

一种近α高温钛合金中α₂相和硅化物的协调控制方法，包括：1.合金体系的确定；2.Al、Si元素含量的变化范围的确定；3.冶炼工艺的确定；4.轧制变形工艺的确定；5.固溶组织的确定；6.时效热处理工艺的选择。本发明确定了近α高温钛合金中Al、Si元素的成分变化范围，确定了相应的热处理工艺制度，使α₂相和硅化物得到协调控制，可同时保证较高的热强性能和较高的热稳定性。

主权项

1、一种近α高温钛合金中α2相和硅化物的协调控制方法，其特征是：本发明的方法依次包括：(1)、合金体系的确定：确定的近α高温钛合金为Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金，其中Sn、Zr、Mo的含量分别为：Sn重量百分比为4.8、Zr重量百分比为2.0，Mo重量百分比为1.0；Ti重量百分比为85.95-86.25，其余为Al、Si的含量；(2)、Al、Si元素含量的变化范围的确定：确定Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金中Al、Si元素含量的变化范围，其中Al的重量百分比的变化范围为5.6-6.0、Si的重量百分比的变化范围为0.25-0.35；并且当Al元素含量取下限时，Si元素的含量取上限；Al元素含量取上限时，Si元素的含量取下限；(3)、冶炼工艺的确定：确定了使用0级海绵钛(Ti)、海绵锆(Zr)和纯铝(Al)以及中间合金Ti-Sn合金、Al-Si合金、Al-Mo合金等原料，经液压机压制成电极，采用真空自耗电极电弧炉，经三次熔炼，制备成铸锭，切除冒口，以便进一步轧制成型；(4)、轧制变形工艺的确定：将钛合金铸锭在β相区经水压机开坯锻造、精锻、棒材轧制、切割等加工过程，最后在α+β两相区轧制成所需棒材；(5)、固溶组织的确定：对钛合金棒材进行固溶热处理，温度选在α+β/β转变温度以下10-12℃，经2小时等温处理并在空气中自然冷却，所得的固溶组织为双态组织，即，20％的初生等轴α组织和80％的β转变片层组织的双态混合组织；(6)、时效热处理工艺的选择：指时效温度和时效时间的选择，既要保证α2 相和硅化物的充分析出长大，又要避免由此引起的塑性降低；对于Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金，当Al含量取下限、Si含量取上限时，选择较低温度(比如，700℃)、较长时间(比如，10-15小时)进行时效；当Al含量取上限、Si含量取下限时，选择较高温度(比如，760℃)、较短时间(比如，5-10小时)进行时效。