本发明属于合金材料，具体是一种通过织构调控和组织细化制备的高强塑性tc4合金丝材及其制备方法。
背景技术：
1、近年来，我国航空航天事业飞速发展，航空科学技术进入一个高速发展的时期，对飞行器性能的要求不断提高，所以航空紧固件的需求也急剧增加，其中钛合金紧固件可以大大减轻飞机的自身重量，提高飞机性能，降低油耗以及使用成本，为了保证航空航天器连续安全飞行，用于航空紧固件的钛合金应具有更高强度、更高断裂韧性和更高疲劳性。
2、钛合金因具有良好的耐蚀性、较高的比强度、与复合材料结构电位相容性好等优点，成为有效提高复合材料结构连接疲劳性能和可靠性、实现飞机减重及其长寿命指标的关键途径之一，tc4(ti-6al-4v)合金是20世纪50年代由美国开发的一种中等强度α+β双相钛合金，含有质量分数为6％的α稳定元素al和4％的β稳定元素v，被美国最早应用于b-52轰炸机上，tc4合金在航空发动机中主要用于制造风扇和压气机盘、叶片和机匣以及各种类型的紧固件，当作为丝材用作航空航天紧固件时，保持相同服役使用性能的条件下，较于钢材可以减重40％，全球tc4合金半成品的产量占各种钛合金产量的一半以上，在航空航天工业中超过70％。
3、由于钛合金的组织和织构受到加工工艺和热处理工艺的影响，因此，针对航空紧固件tc4合金，研究丝材力学性能随变形量及退火工艺的变化规律，建立初始原料粗大组织、拉拔细化组织与退火组织之间强塑性、组织结构之间的关系，对丝材进行预处理调控组织，有助于提高紧固件质量，延长飞机服役寿命，具有极大的应用价值。
4、tc4合金在工业上的应用大都依赖于热轧，工业轧制过程大多使用片层或马氏体α相结构的铸锭，使tc4在热轧过程中的不稳定α相结构显微组织和织构调控都有很多记录，而对等轴或双态组织的tc4合金的显微组织和纹理演化的研究相对较少，虽然骆雨萌等人研究了tc4合金热轧温度对初始等轴结构和织构的影响，发现930℃热轧tc4钛合金均具有显著的力学性能各向异性，这与板材中形成的{0001}<1010>板织构有关；但是，目前不仅对不均匀双态组织到等轴组织的演化过程尚不明确，而且对轧制丝材组织和织构对tc4力学性能的影响研究仍较少，需要进一步研究如何通过调控织构和组织细化制备具有更高力学性能的tc4。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种通过织构调控和组织细化制备的高强塑性tc4合金丝材及其制备方法，制备的tc4合金丝材呈现近等轴状均匀组织，具有优异的综合力学性能。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、一种通过织构调控和组织细化制备高强塑性tc4合金丝材的方法，包括如下步骤：
4、步骤1、将混合金属颗粒放入真空电弧炉，在氮气气氛下，进行熔炼，得到初始态的铸锭；
5、所述混合金属颗粒由以下金属单质颗粒按照质量百分比混合而成：5.50％～6.75％的al、3.50％～4.50％的v、0.15％～0.35％的fe，余量为ti；
6、步骤2、将铸锭依次开坯、锻造和轧制，得到热轧坯料；
7、步骤3、将热轧坯料扒皮探伤后，热拉伸为的丝材，变形量为0.89，得到高强塑性tc4合金丝材。
8、进一步地，所述步骤3得热拉伸温度为850℃。
9、进一步地，所述步骤3还包括：在750～850℃下，对热拉伸为的丝材退火1h。
10、一种高强塑性tc4合金丝材，屈服强度为1216mpa，极限抗拉强度为1316mpa，延伸率为11％。
11、一种高强塑性tc4合金丝材，屈服强度为1042mpa，极限抗拉强度为1194mpa，延伸率为16％。
12、进一步地，除了基体元素ti及主元素al和v以外，还含有质量分数为0.01％～0.02％的c、0.01％～0.03％的n、0.001％～0.002％的h、0.10％～0.20％的o以及不超过0.3％的杂质，且单个杂质的质量分数不大于0.10％。
13、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
14、本发明通过控制金属单质的比例以及热拉伸变形量，实现了tc4合金丝材织构调控以及组织细化，体现在：一方面，丝材内部由原本的不均匀粗大组织演化为近等轴状均匀组织，消除了丝材加工尺寸和组织不均匀的问题；另一方面，使α相衍射峰的最高峰从原本的偏转至形成方向的织构，且织构强度达到了8.61；在一方面，平均晶粒尺寸从1.10μm缩小至0.80μm，说明晶粒细化且织构强化；总之，本发明通过织构调控和组织细化，得到了屈服强度为1216mpa、极限抗拉强度为1316mpa、延伸率为11％的tc4合金，表现出优异的综合力学性能。
15、本发明对热拉伸后的合金丝材进行退火处理，在屈服强度和极限抗拉强度略微变小且依旧保持在1000mpa以上的情况下，将延伸率从11％变为16％，换句话讲，在保持组织一致性和稳定性的前提下，采用退火工艺使合金丝材的延伸率不低于16％的情况下，极限抗拉强度保持在1000mpa以上，进一步提升了tc4合金的综合力学性能，使其具有高强塑性，更加适用于航空紧固件；此外，本发明通过研究合金丝材力学性能随变形量以及退火工艺的变化规律，为制定合理的拉拔工艺奠定了基础，可以防止多道次热拉拔成型过程中，因合金加工硬化不断累积以及塑性急剧下降，而造成丝材“断丝”或“粘模”现象的产生。
1.一种通过织构调控和组织细化制备高强塑性tc4合金丝材的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的通过织构调控和组织细化制备高强塑性tc4合金丝材的方法，其特征在于，所述步骤3得热拉伸温度为850℃。
3.根据权利要求1所述的通过织构调控和组织细化制备高强塑性tc4合金丝材的方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在750～850℃下，对热拉伸为φ4.0mm的丝材退火1h。
4.一种如权利要求1所述方法制备的高强塑性tc4合金丝材，其特征在于，屈服强度为1216mpa，极限抗拉强度为1316mpa，延伸率为11％。
5.一种如权利要求3所述方法制备的高强塑性tc4合金丝材，其特征在于，屈服强度为1042mpa，极限抗拉强度为1194mpa，延伸率为16％。
6.根据权利要求4或5所述的高强塑性tc4合金丝材，其特征在于，除了基体元素ti及主元素al和v以外，还含有质量分数为0.01％～0.02％的c、0.01％～0.03％的n、0.001％～0.002％的h、0.10％～0.20％的o以及不超过0.3％的杂质，且单个杂质的质量分数不大于0.10％。
