[發明專利]一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝

有效

• 申請號: 202210561044.6
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114836702B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 趙子博;楊久旭;孫昊;王清江;劉建
• 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: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫奇

本發明公開了一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝，其特征在于是將TC25G合金鍛件加熱至β轉變溫度以下25～35℃保溫1～3h后出爐油冷，隨后將鍛件加熱至870～890℃熱透后保溫8～16h，出爐空冷，最后將鍛件加熱至530～570℃熱透后保溫6～10h后出爐空冷。當鍛件最大厚度不超過180mm時，任意位置室溫拉伸強度的最大值與最小值差異不超過80MPa；當鍛件最大厚度不超過90mm時，任意位置室溫拉伸強度的最大值與最小值差異不超過50MPa。

技術領域

本發明屬于鈦合金技術領域，具體涉及到一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝。

背景技術

鈦合金具有密度低，強度高耐腐蝕等特點，被廣泛應用到航空、航天、航海和化工等領域。大尺寸鈦合金結構件要求材料具有良好的組織和力學性能的均勻性，因此對材料的選擇及材料的加工工藝的要求較高。

TC25G合金是在俄羅斯BT25合金的基礎上增加了Mo和Zr元素研制成的一種α+β態合金，該合金具有耐高溫、高強度和高韌性的特點，長期服役溫度可達550℃，主要應用于航空發動機的高壓壓氣機整體葉盤。但是由于淬透性的問題，當TC25G合金鍛件為厚截面鍛件或變截面鍛件時，，淬火過程中由于表面冷速和中心冷速不同，導致鍛件表面和中心存在組織差異，從而引起鍛件不同位置的性能。因此需要設計一種新的熱處理制度，以保證鍛件在不同位置的力學性能的均衡，提高鍛件的可靠性及壽命。

發明內容

本發明為了解決厚截面或變截面TC25G合金大規格鍛件不同部位的性能差異加大，鍛件中心位置強度偏低等問題，結合TC25G合金成分特點、相變和板條α相晶粒長大規律設計，提供了一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝，具體技術方案如下：

一種提高厚截面或變截面TC25G鍛件性能穩定性的熱處理工藝，包括如下步驟：

步驟1)TC25G合金鍛件在β轉變溫度以下15～25℃進行固溶處理，出爐后油冷；

步驟2)然后將鍛件在870～910℃熱透后保溫2～5小時候空冷；

步驟3)最后鍛件在530～630℃熱透后保溫6～8小時后空冷。

所述一種提高厚截面或變截面TC25G鍛件性能穩定性的熱處理工藝，其特征在于：所述TC25G合金的鍛件為兩相區熱加工鍛件，且鍛件最大厚度不超過180mm。

所述一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝，其優選方案為所述TC25G合金鍛件為兩相區熱加工鍛件，且當鍛件最大厚度不超過180mm時，鍛件任意位置室溫拉伸強度的最大值與最小值差異不超過80MPa；當鍛件最大厚度不超過90mm時，鍛件任意位置室溫拉伸強度的最大值與最小值差異不超過50MPa。

所述一種提高厚截面或變截面TC25G合金鍛件性能穩定性的熱處理工藝，其優選方案為所述TC25G合金鍛件的成分為：Al：6.0～7.0；Mo：3.5～4.5；Zr：3.0～4.5；Sn：1.0～2.5；W：0.4～1.5；Si：0.1～0.3，其余為Ti和不可避免的雜質元素。

本發明的有益效果：

本發明有助于減小大尺寸厚截面或變截面TC25G鈦合金鍛件的不同位置的組織差異，當鍛件厚度不超過180mm時鍛件任意位置的室溫拉伸強度差異不超過80MPa，同傳統熱處理工藝下的鍛件相比，鍛件性能穩定性和一致性得到顯著的提升；當鍛件最大厚度不超過90mm時，鍛件任意位置室溫拉伸強度的最大值與最小值差異不超過50MPa。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例1鍛件截面示意圖；

圖2為本發明實施例1鍛件熱處理后表面顯微組織照片；