[發明專利]一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法

有效

• 申請號: 201510712326.1
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105603346B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 崔林林;李少強;何濤;尚金金;雷錦文;杜予晅;丁永峰;王濤;劉廣發;郝芳;劉向宏;馮勇
• 申請（專利權）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，具體涉及一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法。

背景技術

TC18鈦合金，名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，屬于一種多組元β鈦合金，其性能特點為高強、高韌、高淬透性，其鍛件通常采用準β鍛造。通過熱處理其強度可高達1200MPa，目前被廣泛應用于飛機、航天器的各類大型結構件，其較好的可焊性也被制造為絲材，可作為焊絲使用。該合金為近β型高淬透性鈦合金，其變形抗力大，容易導致心部累積變形較大；合金導熱率低，心部容易產生過熱組織。因其以上特點，其變形參數較難控制，傳統工藝通常采用小變形多火次等方法來平衡變形和組織的關系，其仍存在工藝火次多，鍛造成本高，組織均勻性差，導致生產成本高、棒材批次穩定性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法，解決了傳統TC18鈦合金鍛造工藝火次多、鍛造出的棒材組織均勻性差等問題。

本發明所采用的技術方案是：一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法，具體包括以下步驟：

步驟1、開坯鍛造：

將TC18鈦合金鑄錠加熱到1150～1200℃，進行1火次鐓拔鍛造，壓下過程要求勻速壓下，破碎原始鑄態組織，使鑄錠的宏觀晶粒尺寸破碎至10～20mm；

步驟2、中間鍛造：

步驟2.1、將步驟1完成的鍛坯在β相變點以上進行2～3火次鐓拔鍛造；

步驟2.2、再將鍛坯在β相變點以下進行2～4火次鐓拔鍛造，制得外形為長度不小于800mm的16面體；

步驟3、棒坯精鍛：

將步驟2制得的16面體在Τ_β-50℃的條件下進行1火精鍛，最終制得棒材直徑為160～260mm的TC18鈦合金棒材。

本發明的特點還在于：

步驟1中，對鑄錠的加熱系數為0.70～0.90，鍛造比控制為1.70～2.00，下壓速度為20～25mm/s。

步驟2中，在β相變點以上鐓拔鍛造的具體方法為：將鍛坯加熱至990～1010℃，單火次鍛坯的變形量為35％～45％，累積變形量不小于70％，其中，第一火次的冷料加熱系數為0.70～0.90，本火次鍛后采用連續回爐，加熱系數為0.35～0.45，勻速慢壓，壓下速率控制在20～25mm/s，使宏觀晶粒尺寸破碎到5～10mm；

在β相變點以下鐓拔鍛造的具體方法為：將鍛坯加熱至Tβ-40℃，單火次鍛坯的變形量為30％～40％，累積變形量不小于70％，其中，第一火冷料加熱系數0.65～0.85，本火次鍛后采用連續回爐，加熱系數為0.35～0.45，勻速慢壓，壓下速率控制在20～25mm/s，充分破碎魏氏組織得到網藍組織，平均晶粒尺寸2～3mm。

步驟3中，精鍛過程TC18鈦合金棒坯的每道次變形量不大于30mm，多道次累積變形量不小于30％。

本發明的有益效果是，本發明一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法，在保證組織細化和破碎的前提下，通過采用少鐓拔+控制精度高的精鍛工藝，提高了TC18鈦合金棒材的組織均勻性，有效降低變形織構風險；通過降火次、連續回爐等降低生產成本和質量風險，同時縮短棒材的生產周期。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制得棒材的準β熱處理后的低倍組織圖；

圖2是本發明實施例3制得棒材的R態的低倍組織圖；

圖3是本發明實施例4制得棒材的高倍顯微組織圖，其中，圖a取樣自邊部；圖b取樣自1/2直徑處；圖c為取樣自心部。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種提高TC18鈦合金棒材組織均勻性的鍛造方法，具體包括以下步驟：

步驟1、開坯鍛造：

將TC18鈦合金鑄錠加熱到1150～1200℃，對鑄錠的加熱系數為0.70～0.90，進行1火次鐓拔鍛造，鍛造比控制為1.70～2.00，壓下過程要求勻速壓下，下壓速度為20～25mm/s，破碎原始鑄態組織，使鑄錠的宏觀晶粒尺寸破碎至10～20mm；

步驟2、中間鍛造：