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新型高强亚稳β钛合金板材及其加工工艺

1669   编辑:中冶有色技术网   来源:陈立佳、张浩宇  
2021-12-30 16:22:13
成果简介:
开发了一种新型高强亚稳β钛合金,通过Fe、Cr等廉价β稳定元素的添加,实现了对部分昂贵β稳定元素的替代,在保证合金Mo当量及β稳定系数与常用商业牌号TB系列亚稳β钛合金相当的同时,大幅度降低了合金在原料方面成本。

优化了合金的热轧工艺,在特定的开轧温度、道次压下量、轧制速度、终轧温度等热轧工艺窗口下,并辅以适当的轧后冷却路径,实现了对β晶粒尺寸及β相稳定性的调控,制备出得合金板材,如图1所示,其β晶粒尺寸适当,且其β相稳定性特别适宜后续热处理过程中的第二相析出,合金组织如图2所示。


图1 合金热轧板材实物图

图2 热轧态合金EBSD图像

优化了合金热处理工艺,通过时效温度、时效时间以及热处理后冷却路径的调整,可对晶内析出相的尺寸和间距实现大范围的调整,晶内析出相的尺寸最小可达50nm以下同时间距可达100nm以下,从而使合金的强度提高至1500MPa以上;通过热处理工艺参数对析出相在晶内和晶界处的分布、形貌和尺寸进行协同控制后,合金在保证抗拉强度达到1100MPa的同时断后伸长率仍达12%,强塑积达13GPa∙%。此外,经过热处理的合金在模拟海水环境下的应力腐蚀敏感值均高于0.8,表明该合金具有良好的抗应力腐蚀性能。

 

a 晶内析出相TEM图像            b 晶界析出相TEM图像

图3 热处理后合金的TEM图像

本技术在降低亚稳β钛合金成本的同时保障合金具有良好的强塑性匹配,且具有良好的抗应力腐蚀性能,在兼顾轻量化、材料性能和生产成本的航空航天、兵器和海洋工程领域均具有广阔的应用前景。

专家简介:
陈立佳:教授,博导,沈阳工业大学研究生院院长。辽宁省百千万人次工程百层次人选。主要从事轻质金属材料的成形工艺及其组织、结构与性能(包括拉伸、疲劳、超塑性)以及工程结构材料的疲劳与断裂行为方面的研究工作。近年来承担了国家自然科学基金委员会钢铁联合基金重点项目1项、辽宁省科技攻关计划1项、辽宁省自然科学基金1项、辽宁省重点实验室专项资金计划1项、辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目1项、辽宁省高校重点实验室项目1项以及上海宝钢、上海泛亚汽车技术中心有限公司和沈阳东基集团等企业委托课题9项。已在国内外学术期刊上发表论文190余篇,其中SCI、EI收录论文120余篇;获省部级科技进步二等奖2项、三等奖4项,获国家发明专利授权4项。


张浩宇:副教授,硕导,沈阳工业大学材料科学与工程学院金属材料工程专业主任。辽宁省“百千万人才工程”万层次人选。主持国家自然科学基金青年科学基金项目1项、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目(合作单位)1项、辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目1项、辽宁省教育厅科研项目2项、国家级/省级重点实验室开放课题2项、企事业单位委托项目4项。参加国家自然科学基金、国家国际科技合作项目、辽宁省自然科学基金、沈阳市重大科技成果转化等项目7项。获辽宁省教材建设奖1项、沈阳市科技进步奖1项。发表论文30余篇,其中作为第一作者或通讯作者16篇。作为第一发明人获授权发明专利2项。

声明:
“新型高强亚稳β钛合金板材及其加工工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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