[發(fā)明專利]一種改善鑄造ZTA29合金鑄件微觀組織的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710256353.1
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107058803A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫曉飛;魏戰(zhàn)雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18;C22F1/02
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 陳宏林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種改善鑄造ZTA29合金鑄件微觀組織的方法，屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種熱等靜壓-氫化處理工藝。

背景技術(shù)

TA29合金具有其它鑄造鈦合金合金無法比擬的高溫抗蠕變性能及抗氧化性能，能夠長期工作在600℃，因此被認(rèn)為是新型航空、航天發(fā)動機重要結(jié)構(gòu)件的首選材料之一。目前，鑄造工藝是制備TA29合金構(gòu)件的主要方法之一，也是某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的唯一成形方法。然而鑄造工藝往往會造成許多鑄造缺陷，如原始晶粒粗大、晶粒不均勻α集束尺寸大、晶界α粗大、縮孔、縮松、氣孔等，這些缺陷的存在將嚴(yán)重影響鑄件的性能，特別是拉伸強度、疲勞性能以及塑性，因此，對于性能要求較高的鑄件，在交付使用前通常要進(jìn)行熱等靜壓處理，以消除這些鑄造缺陷。然而，由于TA29合金熱等靜壓工藝處理溫度較高，在熱等靜壓處理過程中晶粒會發(fā)生長大，使原來粗大的鑄造組織更加粗大，這又在一定程度上抵消了熱等靜壓工藝對合金力學(xué)性能的改善作用。因此，改善鑄造ZTA29合金微觀組織的方法是提高該合金鑄件性能的有效途徑。

對于TA29合金而言，其材料本身脆性較大、熱裂傾向大，因此，改善鑄件的微觀組織、細(xì)化組織是制備高性能TA29合金鑄件的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改善ZTA29合金微觀組織，提高TA29合金的綜合力學(xué)性能。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

所述ZTA29合金的化學(xué)成分及重量百分比為：Al 5.8％，Sn 4.0％，Zr 4.0％，Nb 0.7％，Ta 1.5％，Si 0.4％，C 0.06％，余量為Ti，該種改善鑄造ZTA29合金鑄件微觀組織的方法的步驟如下：

其特征在于：該方法的步驟如下：

步驟一、將鑄造ZTA29合金鑄件在熱等靜壓爐中進(jìn)行熱等靜壓處理，熱等靜壓溫度為950～1030℃，熱等靜壓時間為1～4h，壓力為110～140Mpa；

步驟二、將熱等靜壓后的鑄造ZTA29合金鑄件打磨、丙酮清洗后，放置在管式氫化處理爐內(nèi)，爐內(nèi)抽真空至10^-3Pa，再將爐內(nèi)升溫至700～850℃，保溫20min，按照爐中鑄造ZTA29合金鑄件重量的0.5～1.0％充入同等重量的氫氣進(jìn)行氫化處理，充入氫氣的流量為1L/min，保溫1～2h，時間到后，爐內(nèi)開始抽真空至10^-1Pa，然后充入大氣，打開管式爐空冷至室溫；

步驟三、將氫化處理后的鑄造ZTA29合金鑄件放入熱處理爐內(nèi)，爐溫升至750～900℃，到溫后保溫30min，然后空冷至室溫，再將鑄造ZTA29合金鑄件加熱至730～780℃，保溫4～6h，隨爐冷卻至250℃，再空冷至室溫；

步驟四、將處理后的鑄造ZTA29合金鑄件進(jìn)行酸洗，將酸洗后將鑄造ZTA29合金鑄件置于真空熱處理爐內(nèi)，將爐內(nèi)抽真空至10^-3Pa，爐內(nèi)溫度升至700～780℃，保溫2～4個小時，時間到后，ZTA29合金鑄件隨爐冷卻至250℃，空冷至室溫。

附圖說明

圖1未熱等靜壓處理的TA29合金鑄件的微觀組織，縮孔缺陷愈合，局部組織變形

圖2本發(fā)明熱等靜壓工藝處理后TA29合金鑄件的微觀組織，縮孔缺陷愈合，局部組織變形

圖3本發(fā)明處理前的TA29合金鑄件微觀組織

圖4為實施3的工藝處理后的TA29合金鑄件微觀組織

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述：

所述ZTA29合金的化學(xué)成分及重量百分比為：Al 5.8％，Sn 4.0％，Zr 4.0％，Nb 0.7％，Ta 1.5％，Si 0.4％，C 0.06％，余量為Ti。

實施例一：

本發(fā)明的熱等靜壓-氫化處理改善鑄造TA29合金微觀組織工藝的步驟是：

步驟一、將ZTA29合金鑄件在熱等靜壓爐中進(jìn)行熱等靜壓處理，熱等靜壓溫度為950℃，熱等靜壓時間為2h，壓力為130Mpa；

步驟二、氫化處理：將熱等靜壓后的鑄造TA29合金鑄件打磨、丙酮清洗后，放置在管式置氫爐內(nèi)，將爐內(nèi)抽真空至10^-3Pa，再將爐內(nèi)升溫至730℃，保溫30min，按照爐中鑄件的重量百分比充入0.5％的氫氣。根據(jù)入爐前對鑄件稱重，可知鑄件的重量為100g，根據(jù)比例充入重量為0.5g氫氣，充入氫氣流量為1L/min，保溫1h，爐內(nèi)開始抽真空至10^-1Pa，通入大氣，打開管式爐空冷至室溫，得到置氫TA29合金鑄件；