选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法及制得的制品

摘要

本发明涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法及制得的制品。所述热处理方法包括如下步骤：(a)将选区激光熔化的Ti2AlNb基合金于真空条件下升温至α2+B2相区内温度保温处理后，冷却处理；(b)将步骤(a)处理后的Ti2AlNb基合金于真空条件下升温至α2+O+B2相区内温度保温处理后，冷却处理；(c)将步骤(b)处理后的Ti2AlNb合金于真空条件下升温至O+B2相区内温度保温处理后，冷却处理；所述升温的升温速率为15～25℃/min。本发明采用快速升温避免中温脆性开裂，三个温度区间分别析出不同作用的多尺度强化相等，结合其他条件保证强度和塑性匹配。

说明书

技术领域

本发明涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种选区激光熔化Ti

背景技术

选区激光熔化制造技术被逐步应用于航空航天领域制备大尺度薄壁复杂结构部件，相比于传统的锻造和精密铸造工艺，可节省大量原材料、缩短加工周期。Ti

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供选区激光熔化Ti

本发明的第二目的在于提供采用所述选区激光熔化Ti

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

选区激光熔化Ti

(a)将选区激光熔化的Ti

(b)将步骤(a)处理后的Ti

(c)将步骤(b)处理后的Ti

步骤(a)、(b)和(c)中的所述升温的升温速率为15～25℃/min。

本发明的热处理方法，选区激光熔化的Ti

本发明采用快速升温，避免中温脆性开裂，三个温度区间分别析出不同作用的多尺度强化相。

在本发明的具体实施方式中，所述α

在本发明的具体实施方式中，所述α

在本发明的具体实施方式中，所述O+B2相区内温度为850～900℃。

Ti

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述保温处理的时间为1～3h。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述保温处理的时间为2～6h。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)中，所述保温处理的时间为18～36h。

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述冷却处理包括：以145～155℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述冷却处理包括：以95～105℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)中，所述冷却处理包括：以95～105℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

在实际操作中，通过采用气淬冷却的方式进行上述冷却处理。比如采用高纯氩气气淬冷却的方式，通过调控氩气流量来控制冷却过程中的降温速率。

本发明通过快速升温避免中温脆性开裂，三个温度区间分别析出不同作用的多尺度强化相，快速冷却保留更高比例的塑韧性组织，同时分阶段控冷避免合金中过大内应力。

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)、(b)和(c)中的所述真空条件的真空度不低于10

本发明还提供了采用上述任意一种所述选区激光熔化Ti

在本发明的具体实施方式中，所述制品中，具有晶界颗粒α

其中，所述多尺度O相板条包括大尺寸O相板条和小尺寸O相板条，所述大尺寸O相板条的尺寸为：长度1～5μm、宽度0.2～0.5μm，所述小尺寸O相板条的尺寸为：长度0.1～0.5μm、宽度＜0.1μm。

在本发明的具体实施方式中，所述制品中，大尺寸O相板条、小尺寸O相板条、B2基体、α

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的热处理方法，通过快速升温到α

(2)采用本发明的热处理方法得到的选区激光熔化Ti

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法的步骤(a)处理后得到的材料的显微结构；

图2为本发明实施例提供的选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法的步骤(a)和步骤(b)处理后得到的材料的显微结构；

图3为本发明实施例提供的选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法的步骤(a)～(c)处理后得到的材料的显微结构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

选区激光熔化Ti

(a)将选区激光熔化的Ti

(b)将步骤(a)处理后的Ti

(c)将步骤(b)处理后的Ti

步骤(a)、(b)和(c)中的所述升温的升温速率为15～25℃/min。

本发明的热处理方法，选区激光熔化的Ti

本发明采用快速升温，避免中温脆性开裂，三个温度区间分别析出不同作用的多尺度强化相。

在本发明的具体实施方式中，所述α

在本发明的具体实施方式中，所述α

在本发明的具体实施方式中，所述O+B2相区内温度为850～900℃。如在不同实施方式中，可采用的所述O+B2相区内温度可以为850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃等等。

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述保温处理的时间为1～3h。如在不同实施方式中，步骤(a)中的所述保温处理的时间可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h等等。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述保温处理的时间为2～6h。如在不同实施方式中，步骤(b)中的所述保温处理的时间可以为2h、3h、4h、5h、6h等等。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)中，所述保温处理的时间为18～36h。如在不同实施方式中，步骤(c)中的所述保温处理的时间可以为18h、20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h等等。

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)中，所述冷却处理包括：以145～155℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

如在实际操作中，步骤(a)中，以145℃/min、148℃/min、150℃/min、152℃/min或155℃/min等等的降温速率降至500±10℃后，以8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min或12℃/min等等的降温速率降至室温。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述冷却处理包括：以95～105℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

如在实际操作中，步骤(b)中，以95℃/min、98℃/min、100℃/min、102℃/min或105℃/min等等的降温速率降至500±10℃后，以8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min或12℃/min等等的降温速率降至室温。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)中，所述冷却处理包括：以95～105℃/min的降温速率降至500±10℃后，以8～12℃/min的降温速率降至室温。

如在实际操作中，步骤(c)中，以95℃/min、98℃/min、100℃/min、102℃/min或105℃/min等等的降温速率降至500±10℃后，以8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min或12℃/min等等的降温速率降至室温。

本发明通过快速升温避免中温脆性开裂，三个温度区间分别析出不同作用的多尺度强化相，快速冷却保留更高比例的塑韧性组织，同时分阶段控冷避免合金中过大内应力。

在本发明的具体实施方式中，步骤(a)、(b)和(c)中的所述真空条件的真空度不低于10

在本发明的具体实施方式中，所述Ti

本发明还提供了采用上述任意一种所述选区激光熔化Ti

在本发明的具体实施方式中，所述制品中，具有晶界颗粒α

其中，所述多尺度O相板条包括大尺寸O相板条和小尺寸O相板条，所述大尺寸O相板条的尺寸为：长度1～5μm、宽度0.2～0.5μm，所述小尺寸O相板条的尺寸为：长度0.1～0.5μm、宽度＜0.1μm。

在本发明的具体实施方式中，所述制品中，大尺寸O相板条、小尺寸O相板条、B2基体、α

实施例1

本实施例提供了选区激光熔化Ti

(a)将选区激光熔化的Ti

(b)将步骤(a)处理后的Ti

(c)将步骤(b)处理后的Ti

按照上述方法，以表1中所列的具体处理条件对选区激光熔化的Ti

其中原材料采用选区激光熔化制造的Ti

表1不同处理条件

比较例1

比较例1参考实施例1中1#的热处理方法，区别在于：步骤(a)、(b)和(c)中的升温速率均为5℃/min。

比较例2

比较例2参考实施例1中1#的热处理方法，区别在于：步骤(a)、(b)和(c)中的保温处理的温度分别为1070℃、930℃、800℃。

实验例1

为了对比说明不同实施例的热处理方法对选区激光熔化Ti

本发明实施例1的热处理后的选区激光熔化Ti

比较例2在1070℃保温导致晶粒快速长大、晶界形貌平直、后续热处理在晶界形成连续析出相；930℃保温导致晶界析出连续的O相，晶内O相板条粗大；800℃保温导致晶内析出相更多尺寸更细小，B2基体体积分数降低，塑性难以保证。

实验例2

对实施例1和比较例1～2热处理后的选区激光熔化Ti

表2不同热处理后的Ti

表3不同热处理后的Ti

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。