[發明專利]一種高強、高韌性TC25G鈦合金環件的制備工藝

有效

• 申請號: 202010194854.3
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111235505B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 趙子博;王清江;劉建榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C22C14/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明公開了一種高強、高韌性TC25G鈦合金環件的制備工藝，具體步驟如下：1、鑄錠的開坯：將合金鑄錠加熱至一定溫度進行鐓拔鍛造，然后將鑄錠加熱至β相變點以上10～50℃進行變形，得到β相區開坯后的坯料。2、鍛坯制備：將坯料在β相變點以下100～20℃進行充分變形，再加熱至β相變點以上10～40℃進行高溫均勻化處理；將坯料在β相變點以下100～30℃充分變形獲得鍛坯。3、環扎坯制備：將鍛坯加熱至β轉變溫度以下60～35℃，完成沖孔和擴孔，得到環扎坯；4、環軋成形：環扎坯在相變點以下60～35℃軋制成形至尺寸；5、熱處理：環件通過α+β兩相區固溶和時效熱處理。采用該工藝制備的TC25G鈦合金環件為雙態組織，微觀組織均勻，性能穩定性好，在室溫至550℃均具有較高的強度和韌性。

技術領域

本發明屬于鈦合金加工領域，具體涉及到一種高強、高韌性TC25G鈦合金環件的制備工藝。

背景技術

TC25G鈦合金是蘇聯90年代研制成功的一種綜合性能優良、可在 550℃長時使用的α+β型熱強鈦合金。據資料介紹該合金500℃以下的工作壽命可達6000h以上，在550℃工作壽命達3000h以上，主要用于制造壓氣機轉子的輪盤(盤鼓電子束焊接結構)和葉片，在俄制其他發動機上用量也較多，除轉動件外還用于安裝邊和機匣等靜子零部件。TC25G為俄羅斯先進航空發動機450～550℃高壓壓氣機的必選材料，該合金在航空發動機結構件中有著廣闊的應用前景。

鈦合金環件一般采用兩相區鍛造的棒材作為原材料，經1～3火次改鍛然后環扎得到環件產品。受棒材冶金質量穩定性的影響，環件往往出現組織不均勻，部分區域存在粗大晶粒的現象，影響了環件產品的質量穩定性和零件的使用壽命。因此有必要開發一種由合金鑄錠到環件的全流程制備工藝，這不僅可減少環件制備工藝流程、還減少了環件中間半成品-棒材的檢驗和驗收等環件，提高生產效率，大幅度降低了鈦合金環件的制造成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強、高韌性TC25G鈦合金環件的制備工藝，環件的組織均勻，批次穩定性好，性能優良。

本發明采用以下技術方案予以實現。

一種高強、高韌性TC25G鈦合金環件的制備工藝，其特征在于，包括以下工序：

步驟1)、鑄錠的開坯：

將合金鑄錠加熱至1150～1250℃，保溫10～60小時后出爐進行鐓拔鍛造，累計鍛比不小于3.5，終鍛溫度不低于900℃，完成鑄錠的均勻化處理；

然后將鑄錠加熱至β相變點以上10～50℃，進行1～2火次的鐓粗和拔長變形，要求每火次的總鍛比不小于3，終鍛溫度不低于850℃，得到β相區開坯后的坯料；

步驟2)、鍛坯制備：

將所得坯料在β相變點以下100～20℃進行2～5火次的變形，要求累計總鍛比不低于5，終鍛溫度不低于800℃；

然后將坯料在β相變點以下100～30℃進行4～10火次的變形至目標尺寸，要求坯料的累計總鍛比不小于12，每火次終鍛溫度不低于800℃；

步驟3)、環扎坯制備：

將鍛坯加熱至β轉變溫度以下60～35℃，鐓粗后沖孔、然后采用馬架擴孔至環坯的內徑為其外徑的30％～55％，最后整形得到環扎坯；

步驟4)、環軋成形：

環扎坯在相變點以下60～35℃軋制成形至尺寸，要求累計環扎鍛比不小于1.3；

步驟5)、熱處理：

環件通過α+β兩相區固溶和低溫時效熱處理；