[發明專利]用于加工鈦合金的方法

有效

• 申請號: 201380060682.9
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN104797723A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 戴維·J·布萊恩;約翰·V·馬堤歐尼;瓊-菲利普·托馬斯
• 申請（專利權）人: ATI資產公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種細化包含鈦合金的工件的顆粒大小的方法，所述方法包括：

使所述工件β退火；

將所述β退火的工件冷卻至低于所述鈦合金的β轉變溫度的溫度；以及

多軸鍛造所述工件，其中所述多軸鍛造包括

以足以絕熱地加熱所述工件的內部區域的應變率、在所述工件的第一正交軸的方向上、在工件鍛造溫度范圍內的工件鍛造溫度下壓力鍛造所述工件，

以足以絕熱地加熱所述工件的所述內部區域的應變率、在所述工件的第二正交軸的方向上、在所述工件鍛造溫度范圍內的工件鍛造溫度下壓力鍛造所述工件，

以足以絕熱地加熱所述工件的所述內部區域的應變率、在所述工件的第三正交軸的方向上、在所述工件鍛造溫度范圍內的工件鍛造溫度下壓力鍛造所述工件，以及

重復所述壓力鍛造步驟中的至少一個，直到實現所述工件中的至少1.0的總應變。

2.如權利要求1所述的方法，其中重復所述壓力鍛造步驟中的至少一個，直到實現所述工件中的至少1.0直至小于3.5范圍內的總應變。

3.如權利要求1所述的方法，其中在壓力鍛造期間使用的應變率在0.2s^-1至0.8s^-1的范圍內。

4.如權利要求所述的方法，其中所述工件包含α+β鈦合金和亞穩態β鈦合金中的一種。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述工件包含α+β鈦合金。

6.如權利要求4或5所述的方法，其中所述鈦合金包含有效于降低α相沉淀和生長動力學的顆粒固定成合金添加劑和β穩定化含量中的至少一種。

7.如權利要求1所述的方法，其中所述工件包含選自Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金(UNS?R56260)、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si合金(UNS?R54620)、Ti-4Al-2.5V合金(UNS?R54250)、Ti-6Al-7Nb合金(UNS?R56700)以及Ti-6Al-6V-2Sn合金(UNS?R56620)的鈦合金。

8.如權利要求1所述的方法，其中冷卻所述β退火的工件包括將所述工件冷卻至環境溫度。

9.如權利要求1所述的方法，其中冷卻所述β退火的工件包括將所述工件冷卻至處于或接近所述工件鍛造溫度的溫度。

10.如權利要求1所述的方法，其中使所述工件β退火包括在所述鈦合金的所述β轉變溫度直至高于所述鈦合金的所述β轉變溫度300℉(111℃)的范圍內的β退火溫度下加熱所述工件。

11.如權利要求1所述的方法，其中使所述工件β退火包括在β退火溫度下加熱所述工件持續5分鐘至24小時范圍內的時間。

12.如權利要求1所述的方法，還包括在冷卻所述β退火的工件之前使所述工件在所述鈦合金的所述β相場中的塑性變形溫度下塑性變形。

13.如權利要求12所述的方法，其中使所述工件在所述鈦合金的所述β相場中的塑性變形溫度下塑性變形包括拉伸、鐓粗鍛造和高應變率多軸鍛造所述工件中的至少一種。

14.如權利要求12所述的方法，其中所述塑性變形溫度是在所述鈦合金的所述β轉變溫度直至高于所述鈦合金的所述β轉變溫度300℉(111℃)的范圍內。

15.如權利要求12所述的方法，其中使所述工件塑性變形包括高應變率多軸鍛造，并且其中冷卻所述工件包括當所述工件冷卻至所述鈦合金的所述α+β相場中的所述工件鍛造溫度時高應變率多軸鍛造所述工件。

16.如權利要求12所述的方法，其中使所述工件塑性變形包括將所述工件鐓粗鍛造至0.1至0.5范圍內的β-鐓粗應變。

17.如權利要求1所述的方法，其中所述工件鍛造溫度是在低于所述鈦合金的所述β轉變溫度100℉(55.6℃)至低于所述鈦合金的所述β轉變溫度700℉(388.9℃)的范圍內。

18.如權利要求1所述的方法，還包括在連續壓力鍛造步驟中間，使所述工件的所述絕熱加熱的內部區域冷卻至處于或接近所述工件鍛造溫度范圍內的所述工件鍛造溫度的溫度，并且將所述工件的所述外表面加熱至處于或接近所述工件鍛造溫度范圍內的所述工件鍛造溫度的溫度。