[發(fā)明專利]一種Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710362089.X
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107282687B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱燕麗;李英浩;任勇;張奕;王永哲;侯峰起;和永崗;張鵬;趙小花;劉向宏
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22F1/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發(fā)明公開了一種Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法，選取成分均勻的Ti6Al4V鈦合金鑄錠，在β轉(zhuǎn)變溫度以上加熱保溫，采用一火次鐓拔鍛造；然后依次在β轉(zhuǎn)變溫度以下加熱保溫，多火次直拔鍛造；在β轉(zhuǎn)變溫度以下加熱保溫，一或兩火次軋制為棒坯；最后對得到的棒坯進(jìn)行熱處理，矯直磨光，即得到Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材。本發(fā)明通過鍛造與軋制的配合，結(jié)合較低的變形溫度和單火次大變形，來實現(xiàn)棒材的組織控制。采用本發(fā)明方法制備得到Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材，比傳統(tǒng)工藝(反復(fù)鐓拔)流程短，成本低，可穩(wěn)定得到的橫向組織晶粒細(xì)小、均勻，滿足ETTC2評級圖A1?A3級，各項性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法。

背景技術(shù)

Ti6Al4V是一種典型的兩相鈦合金，具有低的密度、合適的強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度以及優(yōu)良的耐腐蝕性等特點，在航空、航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域被廣泛使用。Ti6Al4V鈦合金于1954年研制成功，現(xiàn)已發(fā)展成為世界各國通用的鈦合金，占到鈦合金總產(chǎn)量50％，占到全部鈦合金加工件的90％，是目前用量最大的鈦合金。Ti6Al4V鈦合金棒絲材的傳統(tǒng)加工工藝較為保守，一般通過反復(fù)鐓拔鍛造來實現(xiàn)鑄態(tài)組織的破碎和細(xì)化，棒材的組織要求滿足ETTC2標(biāo)準(zhǔn)圖譜的A1-A9級，較為粗獷。

近年隨著產(chǎn)品應(yīng)用研究的深入，零件對棒材原料的要求越來越高，普遍認(rèn)為Ti6Al4V鈦合金具有細(xì)小均勻、彌散分布的α+β相時，棒材室溫綜合性能優(yōu)良，具有高的疲勞強(qiáng)度和良好的損傷容限性。Ti6Al4V鈦合金傳統(tǒng)工藝普及率高，但采用常規(guī)的制備方法很難生產(chǎn)出橫縱向組織細(xì)小均勻的棒材產(chǎn)品，尤其是批量生產(chǎn)時穩(wěn)定性控制難度更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法，解決了現(xiàn)有方法難以穩(wěn)定生產(chǎn)出組織細(xì)小、性能穩(wěn)定的大規(guī)格Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1，鑄錠開坯：

選取成分均勻的Ti6Al4V鈦合金鑄錠，在β轉(zhuǎn)變溫度以上加熱保溫，采用一火次鐓拔鍛造；

步驟2，中間坯加工：

將經(jīng)步驟1開坯的坯料，在β轉(zhuǎn)變溫度以下加熱保溫，采用多火次直拔鍛造；

步驟3，棒坯加工：

將經(jīng)步驟2鍛造的坯料在β轉(zhuǎn)變溫度以下加熱保溫，采用一或兩火次軋制為棒坯；

步驟4，熱處理精整：

對步驟3加工得到的棒坯進(jìn)行熱處理，然后矯直磨光，即得到Ti6Al4V鈦合金細(xì)晶棒材。

本發(fā)明的特點還在于，

步驟1中加熱溫度為β轉(zhuǎn)變溫度以上170℃～200℃，最短保溫時間為R_坯為坯料直徑，單位量綱mm。

步驟1中鍛比為1.8～2.4，累積變形量為63％～70％。

步驟2中加熱溫度為β轉(zhuǎn)變溫度以下50℃～70℃，最短保溫時間為最長保溫時間為R_坯為坯料直徑，單位量綱mm。

步驟2中單火次變形量為40％～65％，累積變形量≥93％。

步驟3中加熱溫度為β轉(zhuǎn)變溫度以下80℃～100℃，最短保溫時間為最長保溫時間為R_坯為坯料直徑，單位量綱mm。

步驟3中單火次變形量≥58％，累積變形量≥80％。

步驟4中熱處理溫度為700℃～750℃，保溫時間為1h～2h，冷卻方式為空冷。