[發明專利]滿足AA探傷級別的大規格Ti6246合金棒材及其制備方法

在審

• 申請號: 202210482042.8
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN115026228A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 韓偉松;朱寶輝;李建鋒;沈立華;胡革全;劉意
• 申請（專利權）人: 寧夏中色金航鈦業有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J5/00;C22F1/18;C22F1/00;C21D9/00
• 代理公司: 寧夏君創未來專利代理事務所(普通合伙) 64107
• 代理人: 周曉梅

本發明提供一種滿足AA探傷級別的大規格Ti6246合金棒材及其制備方法，屬于合金鍛造技術領域。使用φ600?800mm大規格鑄錠，適當提高Ti6246合金鑄錠中各組分的含量，且開坯過程采用低溫和高溫的加熱，進行鑄錠的均勻化處理。開坯先進行滾圓，改善鑄錠表面質量，減少表面開裂。中間坯料鍛造采用分次鐓粗、交替式的反復換向鐓拔并結合對角拔長的變形方式，在控制壓下速度下交替性的變換變形死區并均衡橫、縱變形量。預成型坯料采用四方、八方、圓弧砧拔長的鍛造方式，成品采用摔圓砧摔圓鍛造。最終得到的棒材組織細小、均勻，初生α相含量球化率≥95%，且含量在60%以上，晶粒度≤30um，熱處理后的棒材力學性能優異，無損探傷指標滿足AA級。

技術領域

本發明屬于合金鍛造技術領域，特別涉及一種滿足AA探傷級別的大規格Ti6246合金棒材及其制備方法。

背景技術

Ti-6246(名義成分Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo)是美國20世紀開發的一種富β的α+β兩相鈦合金，是作為它的前身Ti-6242(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo)合金改型而研制的。由于Ti-6246合金在Ti-6242合金的基礎上提高了Mo的含量，大大穩定了β相，使其具有較好的高溫形變塑性,這種改型合金能更充分的發揮強化效果，是一種高強度、高韌性鈦合金。Ti-6246合金是427℃下航空、航天中高溫輕質結構件的重要選材之一。因Ti-6246合金棒材使用環境苛刻，故對其無損探傷指標(探傷級別)、組織均勻性和力學性能一致性等提出更高的要求。

目前，行業內對于＜100mm的探傷滿足AA級別的Ti-6246合金棒材，采用常規的β→α+β兩相鍛造和β→α+β→β→α+β的“高-低-高-低”的加熱方式，鐓拔采用軸向反復鐓拔和對角拔長的方式，可以滿足AA級要求，但對于φ100mm-300mm大規格棒材采用常規鍛造工藝生產的棒材，普遍存在晶粒度≥60um、初生α相球化率≤50％，導致φ100mm-300mm棒材探傷無法滿足AA級，達不到棒材的技術指標要求。

發明內容

基于此，本發明提供一種滿足AA探傷級別的大規格Ti6246合金棒材的制備方法，以解決現有技術中存在φ100mm-300mm的Ti6246合金棒材探傷無法滿足AA級，達不到棒材的技術指標要求的技術問題。

本發明還提供一種滿足AA探傷級別的大規格Ti6246合金棒材，該棒材組織細小、均勻，初生α相含量球化率≥95％，且含量在60％以上，晶粒度≤30um，熱處理后的棒材力學性能優異，無損探傷指標滿足AA級，可以滿足棒材各項技術指標。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種滿足AA探傷級別的Ti6246合金大規格棒材的制備方法，包括以下步驟：

S01.獲取Ti6246鈦合金鑄錠；其中，所述Ti6246鈦合金鑄錠中，在名義成分的基礎上，Al含量被提高5％～7％，Sn含量被提高5％～10％，Zr含量被提高2.5％～5％，Mo含量被提高3％～7％；

S02.開坯鍛造：Ti6246鈦合金鑄錠首先被梯度升溫至第一溫度T₁，并保溫第一時長H₁；然后被升溫至1100℃～1170℃，并保溫第二時長H₂；保溫結束后，首先進行一次小變形拔八方，然后滾圓，隨后進行至少兩次第一鐓拔鍛造過程，水冷，得到中間棒坯；

S03.中間棒坯鍛造：中間棒坯首先被梯度升溫至第一溫度T₁，并保溫第三時長H₃；然后被以第一升溫速率緩慢升溫至900℃～960℃，并保溫第四時長H₄；然后進行3火次～8火次第二鐓拔鍛造過程，水冷，得到預成型棒材；其中，第二鐓拔鍛造過程采用先鐓粗再拔長和先拔長后鐓粗的交替變形方式，火次變形量80％±5％，終鍛溫度≥850℃；