本发明属于有色金属加工,涉及一种热处理时钛合金试样的保护方法。
背景技术:
1、业内悉知,钛合金具有优良的比强度、比刚度和耐腐蚀等性能,在航空航天领域、生物医疗领域具有广泛应用。基于钛合金在不同方向的应用,其对性能的要求具有多样化的需求,为满足不同使用方向的性能需求,常通过热处理调整合金的组织状态及相含量来实现对其性能的调控,因此对钛合金热处理过程组织演变的研究至关重要。
2、由于钛在高温状态下极为活跃,因此在钛合金热处理前后组织对比的研究中,常因为样品氧化、污染等因素,使得实验结果存在争议。目前,高温热处理钛合金常用的保护方法为采用真空设备或惰性气体保护设备等,该保护方法相对于设备要求较高,导致实验成本较高,在工程应用中,仍缺乏较为实用的样品保护方法。
3、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种热处理时钛合金试样的保护方法,通过对钛合金试样的封装来实现在大气状态下,经高温热处理,试样表面仍保护完好的目的。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
3、这种热处理时钛合金试样的保护方法,先将钛合金试样放入钛合金基体的预置孔的底部;再依次放入密封试样块、细颗粒海绵钛、大颗粒海绵钛直至将钛合金基体的预置孔填满;最后进行等离子焊箱封装,使钛合金试样封装在钛合金基体中。
4、进一步,上述热处理时钛合金试样的保护方法具体步骤如下:
5、步骤1、根据待热处理钛合金试样的尺寸,准备相应尺寸的钛合金基体,并在所述钛合金基体上开设一放置钛合金试样的预置孔,测量并记录所述预置孔的深度及具体位置信息;
6、步骤2、将待处理钛合金试样放入所述预置孔的底部;
7、步骤3、在所述预置孔内、钛合金试样的上方放置密封试样块,并依次装入细颗粒海绵钛、大颗粒海绵钛直至将钛合金基体的预置孔填满;
8、步骤4、将步骤3处理后的钛合金基体置于真空等离子焊箱内,对孔洞处填充的海绵钛进行焊接,使孔洞上层完全焊合;
9、步骤5、对步骤4处理后的钛合金基体进行热处理,再根据步骤1中预置孔的深度及具体位置信息切取钛合金试样,实现钛合金试样在热处理过程中的保护。
10、进一步,步骤1中所述钛合金试样的待分析面外接圆的直径≤50mm。
11、进一步,步骤1中钛合金基体为钛合金块状物料,所述钛合金块状物料打孔面的内切圆直径≥42mm,所述钛合金块状物料的长度≥80mm,所述钛合金块状物料的预置孔的深度≥40mm。
12、进一步,所述钛合金块状物料为铸锭冒口、锻坯料头或其余块状钛合金残废料。
13、进一步,所述钛合金块状物料的预置孔的直径比钛合金试样的待分析面外接圆的直径大2mm。
14、进一步,步骤2中所述钛合金试样的待分析面朝向所述预置孔的底部。
15、进一步,步骤3中所述细颗粒海绵钛的粒径为0~5.0mm,所述大颗粒海绵钛的粒径为5.0~12.0mm。
16、进一步,步骤4中焊接的工艺参数如下:焊前预真空≤10pa,漏率≤5pa/min,焊接电流:100~600a,焊接电压:30~100v,焊接时长≥3min,焊后冷却时间≥10min。
17、进一步,步骤5中热处理的工艺参数如下:热处理温度≤1250℃,热处理总时长≤250h。
18、与现有技术相比,本发明提供的技术方案包括以下有益效果:本发明通过将钛合金试样放入钛合金基体的预置孔中,先后采用密封试样块和海绵钛封口,并结合等离子焊箱焊接,将钛合金试样保护在钛合金基体的预置孔中,最后进行热处理,以此来解决钛合金研究过程中,钛合金试样在热处理时带来的污染和氧化问题。
1.一种热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,先将钛合金试样(1)放入钛合金基体(2)的预置孔(3)的底部;再依次放入密封试样块(4)、细颗粒海绵钛(5)、大颗粒海绵钛(6)直至将钛合金基体(2)的预置孔(3)填满;最后进行等离子焊箱封装,使钛合金试样(1)封装在钛合金基体(2)中。
2.根据权利要求1所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,具体步骤如下:
3.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤1中所述钛合金试样(1)的待分析面(7)外接圆的直径≤50mm。
4.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤1中钛合金基体(2)为钛合金块状物料,所述钛合金块状物料打孔面的内切圆直径≥42mm,所述钛合金块状物料的长度≥80mm,所述钛合金块状物料的预置孔(3)的深度≥40mm。
5.根据权利要求4所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,所述钛合金块状物料为铸锭冒口、锻坯料头或其余块状钛合金残废料。
6.根据权利要求4所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,所述钛合金块状物料的预置孔(3)的直径比钛合金试样(1)的待分析面(7)外接圆的直径大2mm。
7.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤2中所述钛合金试样(1)的待分析面(7)朝向所述预置孔(3)的底部。
8.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤3中所述细颗粒海绵钛(5)的粒径为0~5.0mm,所述大颗粒海绵钛(6)的粒径为5.0~12.0mm。
9.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤4中焊接的工艺参数如下:焊前预真空≤10pa,漏率≤5pa/min,焊接电流:100~600a,焊接电压:30~100v,焊接时长≥3min,焊后冷却时间≥10min。
10.根据权利要求2所述热处理时钛合金试样的保护方法,其特征在于,步骤5中热处理的工艺参数如下:热处理温度≤1250℃,热处理总时长≤250h。
