一种激光冲击辅助热氢处理Ti6Al4V合金的方法与流程

文档序号:21279234发布日期:2020-06-26 23:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于,具体步骤如下:

1)将ti6al4v合金打磨、经超声振荡清洗后置于抽真空后的管式氢处理炉中,加热炉管,升温,向炉内通入高纯氢气,通过控制氢气的平衡分压来控制合金中的氢含量,保温,然后冷却至室温;

2)再调节激光冲击参数对置氢后的合金材料进行第一次激光冲击,利用激光冲击来促进氢元素在ti6al4v合金内部的扩散,减少钛合金在置氢处理过程中产生的氢裂或氢致鼓泡缺陷;

3)冲击完后,对第一次激光冲击后的合金材料进行固溶、时效处理;

4)将固溶、时效处理后的钛合金置于真空管式石英炉中,将炉内抽至真空,然后在将炉温升温、保温,停止保温并将炉空冷至室温;

5)最后,将除氢后的钛合金试样再次置于激光冲击强化系统中,调节激光冲击参数然后对其进行第二次激光冲击,提高脉冲能量,利用激光冲击来强化经过置氢、固溶时效、除氢处理后的ti6al4v合金,进一步提高合金的致密性以及诱导晶粒细化,提高ti6al4v合金的力学性能,得到激光冲击-置氢结合处理的ti6al4v合金材料。

2.根据权利要求1所述的一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于,步骤1)中,将炉内抽真空至10-3pa后开始加热炉管,升温至700℃~800℃,再向炉内通入体积分数99.9%的高纯氢气,通过控制氢气的平衡分压来控制合金中的氢含量,氢气气压在10kpa~30kpa,保温1-2h,置氢处理后的合金氢含量为0.1wt%~0.9wt%。

3.根据权利要求1所述的一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于,步骤2)中,激光冲击参数为:激光冲击的脉冲能量2~4j,光斑直径2-3mm,激光波长1024nm,频率5~10hz,脉宽15~20ns,光斑横纵向搭接率30%。

4.根据权利要求1所述的一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于:步骤3)中,所述的固溶、时效处理,先将炉内温度升至400℃~500℃,保温10min,然后再将炉内升温至800℃~900℃,保温7~8h,停止保温并自然冷却到室温。

5.根据权利要求1所述的一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于:步骤4)中,利用机械泵+分子泵将炉内真空度抽至10-4pa,然后在30min内将炉温升至700℃~800℃,保温5h,停止保温并将炉空冷至室温,在整个升温保温降温的过程中分子磊不断运转,将氢气连续抽出以维持真空度。

6.根据权利要求1所述的一种激光冲击辅助热氢处理ti6al4v合金的方法,其特征在于:步骤5)中,第二次激光冲击的参数为:脉冲能量6~8j,光斑直径3mm,激光波长1024nm,频率10hz,脉宽20ns,光斑横纵向搭接率50%。


技术总结
本发明属于激光辅助热处理技术领域,具体涉及一种激光冲击辅助热氢处理Ti6Al4V合金的方法。本发明将置氢处理与激光冲击结合,首次激光冲击减少了置氢处理过程中氢元素的扩散导致的缺陷,置氢后的合金在固溶时效处理与第二次激光冲击的结合下促进晶粒的进一步细化,从而提高合金的拉伸性能和延长材料的疲劳寿命,使合金拥有优异的超塑性变形特性。

技术研发人员:程维;戴峰泽;徐刚;鲁金忠
受保护的技术使用者:江苏大学
技术研发日:2020.02.02
技术公布日:2020.06.26
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