權(quán)利要求

1.變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，包括： 將高壓預(yù)成型的純鈦或鈦合金預(yù)熱至其β轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度以上，并進(jìn)行保溫，同時(shí)將擠壓筒和擠壓模進(jìn)行預(yù)熱；其中，所述鈦合金中添加的元素需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大； 將預(yù)熱的純鈦或鈦合金坯料迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱的熱擠壓筒內(nèi)，進(jìn)行熱擠壓，使所述坯料通過(guò)熱擠壓模孔；其中，所述熱擠壓過(guò)程需要在跨越所述純鈦或鈦合金坯料相變點(diǎn)前后的時(shí)間段內(nèi)完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述純鈦或鈦合金預(yù)熱溫度為900～1500℃。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述擠壓筒和所述擠壓模的預(yù)熱溫度為300～800℃。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓速率為1～10mm/s。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓比為16:1～64:1。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述高壓預(yù)成型過(guò)程具體為：將純鈦粉或包含所需元素成分的鈦合金粉末裝入模具中，在室溫下加高壓成型；其中，所述所需元素成分需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，其特征在于，所述高壓預(yù)成型的壓力不低于300MPa，保壓時(shí)間不低于1min。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法。

背景技術(shù)

金屬鈦?zhàn)鳛楦邚?qiáng)度的輕質(zhì)金屬，具有很好的耐腐蝕能力，強(qiáng)度較高。因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。

在航空航天領(lǐng)域，高強(qiáng)度的鈦合金常被作為輕量化材料來(lái)減輕航空器的重量。用作結(jié)構(gòu)材料的高強(qiáng)度鈦合金強(qiáng)度可達(dá)800～1200MPa，甚至更高。

在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，鈦及鈦合金常被植入人體內(nèi)，用于替代或輔助人體內(nèi)嚴(yán)重受損的組織結(jié)構(gòu)，如骨骼、關(guān)節(jié)、心瓣和骨骼固定夾等。金屬鈦無(wú)毒，植入人體內(nèi)后不容易與人體的組織發(fā)生反應(yīng)，不容易被人體體液和組織液腐蝕，對(duì)人體沒(méi)有傷害，且與人體組織結(jié)合良好，具有很好的生物相容性。因此金屬鈦被視為“親生物金屬”之一，也是目前被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的三大金屬材料之一。

由于鈦及鈦合金的廣泛運(yùn)用，相應(yīng)地，鈦及鈦合金的制備、加工和成型技術(shù)及組織調(diào)控，也吸引了研究人員的廣泛關(guān)注。

按照微觀結(jié)構(gòu)來(lái)分類(lèi)，鈦及鈦合金可分為α鈦、β鈦和α+β鈦。平衡狀態(tài)下，溫度低于882℃時(shí)，鈦呈現(xiàn)為密排六方結(jié)構(gòu)的α鈦；高于882℃時(shí)，鈦呈現(xiàn)為體心立方結(jié)構(gòu)的β鈦；通過(guò)添加合金元素和適當(dāng)?shù)臒崽幚恚梢垣@得兩相共存的α+β鈦。其中，α鈦的組織最穩(wěn)定，塑性較好，強(qiáng)度略低；β鈦的在未經(jīng)熱處理時(shí)即可表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度，經(jīng)時(shí)效處理后可以得到進(jìn)一步強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度可達(dá)1300MPa以上；α+β鈦具有雙相組織，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性，熱處理后的強(qiáng)度與退火態(tài)相比可提升50％以上。

在三種鈦中，α鈦和α+β鈦使用頻率最高。而α+β鈦合金中含有α穩(wěn)定元素或β穩(wěn)定元素，如鋁、釩等。鈦合金如果被植入人體內(nèi)，這些元素容易擴(kuò)散到周?chē)娜梭w組織內(nèi)，對(duì)人體造成傷害(I.Kopova,J.Strasky,P.Harcuba,M.Landa,M.Janecek,L.Bacakova,Newlydeveloped Ti-Nb-Zr-Ta-Si-Fe biomedical beta titanium alloys with increasedstrength and enhanced biocompatibility,Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 60(2016)230-238.)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，目前大致有兩種解決途徑，第一種是開(kāi)發(fā)新的鈦合金，使用對(duì)人體無(wú)害的元素作為相穩(wěn)定元素；第二種是使用純鈦?zhàn)鳛橹踩氩牧稀?/span>

另外，鈦合金的強(qiáng)度較高，彈性模量較大，很適合被應(yīng)用于航空航天工業(yè)，而與人體骨骼的強(qiáng)度差異較大，二者可能存在強(qiáng)度不匹配的問(wèn)題。在人體的關(guān)節(jié)處，載荷的情況較為復(fù)雜，同一關(guān)節(jié)的不同位置所受載荷可能不同，關(guān)節(jié)變形前后所受載荷也可能不同。在航空航天器中，也存在一些各部位受載荷不同或受變化載荷的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。如果在同一連續(xù)材料中的不同位置具有不同的組織，那么不同位置將具有不同的承受載荷的能力，這與人體組織和航空航天器的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的受力具有更好的匹配性。現(xiàn)有鈦及鈦合金鑄造、塑性變形和熱處理等制備工藝致力于獲得組織結(jié)構(gòu)均勻的材料，未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)在同一連續(xù)材料中呈現(xiàn)雙織構(gòu)的研究。

發(fā)明內(nèi)容

純鈦中α+β兩相區(qū)非常狹窄，幾乎可以忽略，將純鈦升溫至β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，隨即進(jìn)行熱加工，材料在熱加工的過(guò)程中經(jīng)歷熱流失，并跨越相變點(diǎn)，跨越相變點(diǎn)前后擠壓出的材料可以獲得不同的織構(gòu)。

鈦合金中的中性元素，可以與鈦無(wú)限固溶，不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大，如鋯、鉿等(如圖1所示)；鈦合金中某些元素雖然不能與鈦無(wú)限固溶，但其含量在一定限度內(nèi)時(shí)，也不會(huì)使鈦的兩相區(qū)擴(kuò)大，如鎵(原子比不大于15％)、錫(原子比不大于15％)等(如圖1所示)。將僅含上述元素的鈦合金也進(jìn)行與純鈦相似的加工，也可以在同一連續(xù)材料中獲得變織構(gòu)。

為了制備出結(jié)構(gòu)連續(xù)而組織變化、適應(yīng)復(fù)雜載荷環(huán)境的鈦材料，針對(duì)純鈦和僅加入了不會(huì)使鈦的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大的元素的鈦合金，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法。

本發(fā)明具體是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，包括：

將高壓預(yù)成型的純鈦或鈦合金預(yù)熱至其β轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度以上，并進(jìn)行保溫，同時(shí)將擠壓筒和擠壓模進(jìn)行預(yù)熱；其中，所述鈦合金中添加的元素需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大；

將預(yù)熱的純鈦或鈦合金坯料迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱的熱擠壓筒內(nèi)，進(jìn)行熱擠壓，使所述坯料通過(guò)熱擠壓?？?；其中，所述熱擠壓過(guò)程需要在跨越所述純鈦或鈦合金坯料相變點(diǎn)前后的時(shí)間段內(nèi)完成。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述純鈦或鈦合金預(yù)熱溫度為900～1500℃。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述擠壓筒和所述擠壓模的預(yù)熱溫度為300～800℃。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓速率為1～10mm/s。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓比為16:1～64:1。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述高壓預(yù)成型過(guò)程具體為：將純鈦粉或包含所需元素成分的鈦合金粉末裝入模具中，在室溫下加高壓成型；其中，所述所需元素成分需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，所述高壓預(yù)成型的壓力不低于300MPa，保壓時(shí)間不低于1min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

1.純鈦不存在兩相區(qū)，而鈦合金(僅含鋯、鉿、鎵和錫等元素)具有狹窄的兩相區(qū)；鈦合金(僅含鋯、鉿、鎵和錫等元素)的β轉(zhuǎn)變線與兩相區(qū)下界十分接近，對(duì)β→α相變的影響很小。將純鈦及鈦合金預(yù)熱到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，在擠壓過(guò)程中會(huì)因熱流失而降溫，在β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上擠壓出的部分可以在擠壓過(guò)程中獲得晶粒擇優(yōu)取向的β鈦，該部分在熱流失過(guò)程中跨越了相變點(diǎn)，因此冷卻到相變點(diǎn)以下可獲得晶粒取向分布較廣的α鈦；而冷卻到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下才被擠壓出的部分，是在已經(jīng)處于α態(tài)時(shí)完成擠壓的，因此不會(huì)再發(fā)生相變，的擇優(yōu)取向也能保留下來(lái)。由此，可以在同一結(jié)構(gòu)連續(xù)的材料上獲得變化的織構(gòu)。

2.不同擠壓速率、擠壓比與純鈦或鈦合金(僅含鋯、鉿、鎵和錫等元素)預(yù)熱溫度相結(jié)合可以控制所得擠壓材料不同構(gòu)織構(gòu)段的比例，獲得滿足不同需求的材料。

3.本發(fā)明主要利用不存在兩相區(qū)的純鈦及兩相區(qū)狹窄的鈦合金(僅含元素鋯、鉿、鎵和錫等元素)、熱擠壓過(guò)程的熱流失以及相變的晶粒取向變化來(lái)獲得變織構(gòu)材料，而可以突破除材料預(yù)熱溫度之外其他工藝參數(shù)的限制，如預(yù)熱溫度，升溫速率、保溫時(shí)間，擠壓速率和擠壓比等。

4.本發(fā)明所述方法，不僅對(duì)純鈦適用，對(duì)于添加了不會(huì)使鈦的兩相區(qū)擴(kuò)大的元素的鈦合金同樣適用，因此也可以用于加工較高強(qiáng)度的鈦合金。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明參考的含有不會(huì)使鈦兩相區(qū)擴(kuò)大的元素(如鋯、錫、鉿、鎵等)對(duì)鈦兩相區(qū)及β轉(zhuǎn)變線的影響示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)例1中得到的擠壓材料所述的分段方式。

圖3(a-e)為本發(fā)明實(shí)施例1中使用純鈦得到的擠壓材料中不同段的微觀組織。

圖4(a-e)為本發(fā)明實(shí)施例2中使用純鈦得到的擠壓材料中不同段的微觀組織。

圖5(a和b)為本發(fā)明實(shí)施例3中使用TC4得到的擠壓材料中不同段的微觀組織。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例3中參考的TC4的相區(qū)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法，包括：

將高壓預(yù)成型的純鈦或鈦合金預(yù)熱至其β轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度以上，并進(jìn)行保溫，同時(shí)將擠壓筒和擠壓模進(jìn)行預(yù)熱；其中，所述鈦合金中添加的元素需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大；

將預(yù)熱的純鈦或鈦合金坯料迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱的熱擠壓筒內(nèi)，進(jìn)行熱擠壓，使所述坯料通過(guò)熱擠壓?？祝黄渲?，所述熱擠壓過(guò)程需要在跨越所述純鈦或鈦合金坯料相變點(diǎn)前后的時(shí)間段內(nèi)完成。

純鈦不存在兩相區(qū)，而鈦合金(僅含鋯、鉿、鎵和錫等元素)具有狹窄的兩相區(qū)；鈦合金(僅含鋯、鉿、鎵和錫等元素)的β轉(zhuǎn)變線與兩相區(qū)下界十分接近，對(duì)β→α相變的影響很小。將純鈦及鈦合金預(yù)熱到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，在擠壓過(guò)程中會(huì)因熱流失而降溫，在β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上擠壓出的部分可以在擠壓過(guò)程中獲得晶粒擇優(yōu)取向的β鈦，該部分在熱流失過(guò)程中跨越了相變點(diǎn)，因此冷卻到相變點(diǎn)以下可獲得晶粒取向分布較廣的α鈦；而冷卻到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下才被擠壓出的部分，是在已經(jīng)處于α態(tài)時(shí)完成擠壓的，因此不會(huì)再發(fā)生相變，的擇優(yōu)取向也能保留下來(lái)。由此，可以在同一結(jié)構(gòu)連續(xù)的材料上獲得變化的織構(gòu)。

在一種優(yōu)選的方式中，所述純鈦或鈦合金預(yù)熱溫度為900～1500℃。

由以上分析可知，鈦材料預(yù)熱溫度的下限必須高于材料的β轉(zhuǎn)變點(diǎn)(純鈦為882℃)。而將鈦材料的預(yù)熱溫度與擠壓模具的預(yù)熱溫度、擠壓速率相結(jié)合，可以制備不同長(zhǎng)度的變織構(gòu)鈦材料。若想獲得較長(zhǎng)的隨機(jī)取向晶粒，則溫度高于相變點(diǎn)時(shí)擠壓出的部分應(yīng)該盡量長(zhǎng)，純鈦或鈦合金材料和擠壓模具均應(yīng)采用較高預(yù)熱溫度，同時(shí)采用較低擠壓速率。因此，純鈦或鈦合金材料預(yù)熱溫度的上限可逼近熔點(diǎn)(純鈦為1668℃)。故所述純鈦或鈦合金優(yōu)選預(yù)熱溫度為900～1500℃。

在一種優(yōu)選的方式中，所述擠壓筒和所述擠壓模的預(yù)熱溫度為300～800℃。

由于完成擠壓需要一定時(shí)間，而鈦材料所需預(yù)熱溫度很高，因此需要控制鈦材料的熱流失速率來(lái)控制降溫速率。為配合鈦材料的預(yù)熱溫度和擠壓速率，若需要較快的熱流失速率，鈦材料與擠壓模的溫差應(yīng)較大，擠壓模需要較低的預(yù)熱溫度；若需要較慢的熱流失速率，鈦材料與擠壓模的溫差應(yīng)較小，擠壓模需要較高的預(yù)熱溫度。故所述擠壓筒和所述擠壓模預(yù)熱溫度優(yōu)選為300～800℃。

在一種優(yōu)選的方式中，所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓速率為1～10mm/s；所述熱擠壓過(guò)程中的擠壓比為16:1～64:1。

在本發(fā)明中，要獲得變織構(gòu)，必須通過(guò)控制工藝來(lái)保證鈦材料在擠壓過(guò)程中跨越相變點(diǎn)。鈦材料的預(yù)熱溫度必須高于相變點(diǎn)，同時(shí)配合合適的模具預(yù)熱溫度使鈦材料具有合適的熱流失速率，并且控制合適的擠壓速率。以上三者結(jié)合，才可以使得熱擠壓過(guò)程中鈦材料在被擠壓的同時(shí)經(jīng)歷熱流失而剛好跨越相變點(diǎn)，才能在連續(xù)材料中獲得變織構(gòu)；鈦材料預(yù)熱溫度、擠壓模具預(yù)熱溫度和擠壓速率的配合使用也可以控制制備出的不同織構(gòu)段的長(zhǎng)度，因此綜合考慮后，優(yōu)選為擠壓速率為1～10mm/s；擠壓比為16:1～64:1。

在一種優(yōu)選的方式中，所述高壓預(yù)成型過(guò)程具體為：將純鈦粉或包含所需元素成分的鈦合金粉末裝入模具中，在室溫下加高壓成型；其中，所述所需元素成分需不會(huì)使鈦合金的α+β兩相區(qū)擴(kuò)大。

進(jìn)一步的，所述高壓預(yù)成型的壓力不低于300MPa，保壓時(shí)間不低于1min。

以下以優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例使用的鈦材料為純鈦。

步驟1，高壓預(yù)成型：將等效粒徑為20μm的純鈦粉末裝入直徑42mm的模具中，在室溫下加600MPa高壓預(yù)成型，保壓1min。

步驟2，材料和擠壓模具預(yù)熱：將預(yù)成型的純鈦預(yù)以2℃/s的升溫速率預(yù)熱至1100℃，保溫5min。同時(shí)將擠壓筒和擠壓模預(yù)熱至400℃。

步驟3，熱擠壓：將預(yù)熱的純鈦坯料迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱的內(nèi)徑43mm的熱擠壓筒內(nèi)，壓頭以6mm/s的速率擠壓，使坯料通過(guò)內(nèi)徑為7mm熱擠壓?？?，擠壓比為37:1。然后使材料自然冷卻。

對(duì)上述擠壓后的純鈦按照如圖2所示方式分段，取每段材料觀察其微觀組織，其微觀組織如圖3所示。圖3所標(biāo)識(shí)的L1～L9與圖2中所示一一對(duì)應(yīng)。由于純鈦坯料的預(yù)熱溫度達(dá)到1100℃，已經(jīng)達(dá)到鈦的β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，因此熱擠壓中最先被擠出的部分材料是在β態(tài)被擠出，并伴隨有晶粒的擇優(yōu)取向。隨著自然冷卻，該部分材料跨越β轉(zhuǎn)變點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)棣菱?。相變過(guò)程中，晶粒取向發(fā)生變化，只有一部分擇優(yōu)取向織構(gòu)被保留，且晶粒的形態(tài)發(fā)生變化，因此得到圖3(a和b)所示的形狀隨機(jī)且晶粒取向分布較廣的α鈦；而冷卻到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下才被擠壓出的部分，是在已經(jīng)處于α態(tài)時(shí)完成擠壓的，因此不會(huì)再發(fā)生相變，晶粒的擇優(yōu)取向也能保留下來(lái)，最終得到的是具有強(qiáng)烈擇優(yōu)取向的等軸晶，如圖3(c-e)所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例使用的鈦材料為純鈦。

步驟1，高壓預(yù)成型：將等效粒徑為45μm的純鈦粉末裝入直徑30mm的模具中，在室溫下加650MPa高壓預(yù)成型，保壓5min。

步驟2，材料和擠壓模具預(yù)熱：將預(yù)成型的純鈦預(yù)以4℃/s的升溫速率預(yù)熱至1000℃，保溫15min。同時(shí)將擠壓筒和擠壓模預(yù)熱至400℃。

步驟3，熱擠壓：將預(yù)熱的純鈦坯料迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱的內(nèi)徑30mm的熱擠壓筒內(nèi)，壓頭以3mm/s的速率擠壓，使坯料通過(guò)內(nèi)徑為7mm熱擠壓模孔，擠壓比為18:1。然后使材料自然冷卻。

對(duì)上述擠壓后的純鈦按照如圖2所示方式分段，取每段材料觀察其微觀組織，其微觀組織如圖4所示。圖4所標(biāo)識(shí)的L1～L9與圖2中所示對(duì)應(yīng)。由于純鈦坯料的預(yù)熱溫度達(dá)到1000℃，已經(jīng)達(dá)到鈦的β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，因此熱擠壓中最先被擠出的部分材料是在β態(tài)被擠出，并伴隨有晶粒的擇優(yōu)取向。隨著自然冷卻，該部分材料跨越β轉(zhuǎn)變點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)棣菱?。相變過(guò)程中，晶粒取向發(fā)生變化，只有一部分擇優(yōu)取向織構(gòu)被保留，且晶粒的形態(tài)發(fā)生變化，因此得到圖4(a和b)所示的形狀隨機(jī)且晶粒取向分布較廣的α鈦；而冷卻到β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下才被擠壓出的部分，是在已經(jīng)處于α態(tài)時(shí)完成擠壓的，因此不會(huì)再發(fā)生相變，晶粒的擇優(yōu)取向也能保留下來(lái)，最終得到的是具有強(qiáng)烈擇優(yōu)取向的等軸晶，如圖4(c-e)所示。

綜合實(shí)施例1和實(shí)施例2，可以印證從β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上開(kāi)始對(duì)純鈦進(jìn)行熱擠壓，隨著熱流失的進(jìn)行和相變的出現(xiàn)，在擠壓材料的不同部分可以得到不同織構(gòu)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例作為實(shí)施例1的對(duì)比例。

本對(duì)比例使用的鈦粉為等效粒徑為20μm的TC4(Ti-6Al-4V)粉末；所用其他工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。所得的擠壓棒材按照?qǐng)D2所示的分段方式取樣，對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，其微觀組織如圖5所示。圖5所標(biāo)識(shí)的L1和L9與圖2中所示對(duì)應(yīng)。

TC4同時(shí)含有α穩(wěn)定元素和β穩(wěn)定元素，其α+β兩相區(qū)擁有很大的溫度區(qū)間，如圖6所示。TC4的β轉(zhuǎn)變溫度為995℃，當(dāng)其從預(yù)熱爐中轉(zhuǎn)移到擠壓模具的過(guò)程中，由于熱流失，其溫度已經(jīng)降到α+β雙相區(qū)；在擠壓的全過(guò)程中，TC4也始終處于α+β雙相區(qū)的溫度區(qū)間內(nèi)。由于整個(gè)擠壓棒材在擠壓的全過(guò)程中都處于同一個(gè)相區(qū)，當(dāng)TC4最終降至室溫時(shí)，所得到的織構(gòu)也是相同的，如圖5所示。

對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例3，可以印證，在加入了α穩(wěn)定元素或β穩(wěn)定元素的鈦合金中，由于在熱擠壓過(guò)程中同一連續(xù)材料始終處于同一相區(qū)，最終得到的織構(gòu)是相同的，不能得到變織構(gòu)的材料。

最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。

變織構(gòu)鈦材料的粉末冶金制備方法.pdf