CN119265450B 一种高温下宽温域高阻尼钛合金及其制备方法 （中国科学院力学研究所）

号WO2005064026A1,2005.07.14WO2024179296A1,2024.09一种高温下宽温域高阻尼钛合金及其制备本发明提供了一种高温下宽温域高阻尼钛的元素组成:Al:3.4～5.2Cr:2.8～4.4%,结合钛合金传统加工方法降低了材料的制备难2Tα/β+50剂原子结合键强度的参数和合金化元素与基体相互作用的能量参数的范围为：织或者是α+β两相组织，当所述合金为α+β两相组织时，α相的体积分数百分比为0＜Vα≤3所述合金在200ºC~400ºC下的阻尼系数为0.025~04在体心立方晶体中不同位置往复跃迁消耗能量而产生内耗。理论和实验研究结果均表明，质量百分数的元素组成:Al:3.4～5.2Cr:2.8～4.4Mo:2.6～4.5Zr:0.7～1.5%,5的铸锭进行头部和尾部进行切除处理，以最大限度获得成分与组织均匀化的最终铸锭材[0015]将上述步骤(2)均匀化处理获得的钛合金铸锭材料放入温度为T2的普通热处理炉[0017]将上述步骤(3)获得的初级钛合金型材坯料放入温度为T3的普通热处理炉中保温[0019]将上述步骤(4)获得的钛合金轧制板材坯料放入温度为T4的普通热处理炉中保温[0021]将上述步骤(5)获得的钛合金轧制板材放入温度为T5的普通热处理炉中保温时间℃~1250℃,时间t1为6h～20h。对所述步骤(2)处理后的钛合金铸锭材料进行热膨胀分析并得到钛合金铸锭材料的α和β同6素异构转变温度Tα/β,进而可确定所述步骤(3)中的温度T2为(Tα/β+100～220)℃,时间t2为±30)℃,时间t3为5min～60min；所述步骤(4)中的近β锻造处理中一道次的拔长处理和镦粗处理变形量均为10～40往复循环进行拔长处理与镦粗处理的℃~750℃,时间t4为5min～40min；中温轧制处理中一道次变形量Δd1为25累积变形量Δd为7595%;[0029]所述高温下宽温域高阻尼钛合金的制备方法，其中：所述步骤(6)中温度T5为_200)℃~(Tα/β+50)℃,时间t5为20相变行为的新型物理阻尼机制。首先，系统分析了不同稳定性钛合金在100℃合金化成分的添加量奠定基础，同时为200℃~400℃区间内高阻尼钛合金的开~4.4Mo:2.6～4.5Zr:0.7～1.5O:0.17～0.41余量为Ti。[0033]本发明在宽温域高阻尼钛合金的成分设计时，重点关注了钛合金中d电子设计理7[0037]采用本发明的制备方法制得的宽温域高阻尼钛合金不仅突破了现有阻尼钛合金大于等于25兼具高强度高塑性的优异综合力学性能，有望在航空、舰船等领域推广应用。服强度大于等于600MPa，均匀延伸率大于等于15断裂延伸率大于等于25不仅突破了[0039]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[0041]图2为本发明实施例1和实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金的温度一阻尼系数[0042]图3为本发明实施例1和实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金的温度一热膨胀系[0043]图4为本发明实施例1和实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金的工程应变一工程[0045]图6为本发明实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金材料的α+β两相微观组织形8数的元素组成:Al:3.4～5.2Cr[0049]本发明的合金在d电子设计理论中的溶质与溶剂原子结合键的强度参数和合[0050]本发明的合金的微观组组中α相的体积分数百分比为0≤Vα≤30即合金可以是[0051]本发明的合金在200℃~4的铸锭进行头部和尾部进行切除处理，以最大限度获得成分与组织均匀化的最终铸锭材浮熔炼和真空自耗熔炼的重复熔炼次数均为2_4次，所述真空非自耗熔炼的重复熔炼次数[0056]对上述步骤S001获得的铸锭材料随真空热处理炉加热至温度T1[0058]将上述步骤S002均匀化处理获得的钛合金铸锭材料放入温度为T2的普通热处理金铸锭材料的α和β同素异构转变温度Tα/β,进而可确定温度T2为(Tα/β+100～220)℃,时间t2面进行旋转下压变形15～40即拔长处理；然后对铸锭头尾部下压变形20～50即镦粗[0060]将上述步骤S003获得的初级钛合金型材坯料放入温度为T3的普通热处理炉中保9℃,时间t3为5min～60min；近β锻造处理中一道次的拔长处理和镦粗处理变形量均为10~40往复循环进行拔长与镦粗处理的次数为3_4次；可依据近β锻造处理后的坯料表面形[0062]将上述步骤S004获得的钛合金轧制板材坯料放入温度为T4的普通热处理炉中保温轧制后板材进行按需切割处理，获得钛合金[0064]将上述步骤S005获得的钛合金轧制板材放入温度为T5的普通热处理炉中保温时[0066]本发明实施例1中高温下宽温域高阻尼钛合金，主要由以下质量百分数的元素组[0067]本发明实施例1中高温下宽温域高阻尼钛合金的微观组织为完全再结晶的等轴β[0068]本发明实施例1中高温下宽温域高阻尼钛合金在200℃~400℃区间内，其阻尼系[0070]结合图1所示本发明一种高温下宽温域高阻尼钛合金的制备方法流程示意图，预两次放入真空悬浮熔炼炉内水冷铜坩埚内，而TiO2粉末放置在坩埚内原料的中间部位，后再次放入温度为870℃的普通热处理炉中保温时间10min，取出坯料后再次进行3道次拔学性能和热膨胀系数等测试。所述宽温域高阻尼钛合金的微观组织为完全再结晶的等轴β[0079]本发明实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金，主要由以下质量百分数的元素组[0082]本发明实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金的微观组织为α+β两相组成，其α析[0083]本发明实施例2中高温下宽温域高阻尼钛合金在200℃~400℃区间内，其阻尼系[0085]结合图1所示本发明一种高温下宽温域高阻尼钛合金的制备方法流程示意图，预后再次放入温度为860℃的普通热处理炉中保温时间15min，取出坯料后再次进行3道次拔长镦粗处理，并定型截面为200mmX20mm的轧制板材坯料，随后在空气中自然冷却至室