[發(fā)明專利]一種TC11鈦合金盤鍛件用坯料鍛造工藝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211608835.6
• 申請(qǐng)日: 2022-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN115846556A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甄小輝;王彥偉;信云鵬;張文靜;王曉紅;閆可安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B21J5/00
• 分類號(hào): B21J5/00;B21J1/06;B21K29/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發(fā)明屬于鈦合金熱加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種TC11鈦合金盤鍛件用坯料鍛造工藝方法。該方法包括：將TC11鈦合金棒材料段加熱至相變點(diǎn)上0～30℃，保溫時(shí)間按0.5～1.0min/mm計(jì)算；TC11鈦合金棒材料段在規(guī)定的溫度加熱并保溫時(shí)間后出爐，應(yīng)在出爐后15s以內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速水冷；將完成上述處理的棒材料段多次加熱至相變點(diǎn)下0～50℃，保溫，以使得坯料靜態(tài)再結(jié)晶；每次加熱之后，出爐鍛造，鍛造應(yīng)以嚴(yán)格控制時(shí)間1min以內(nèi)完成；每次加熱溫度相較于上一次加熱溫度逐降低。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于鈦合金熱加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種TC11鈦合金盤鍛件用坯料鍛造工藝方法。

背景技術(shù)：

TC11鈦合金鍛件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上大量應(yīng)用，且絕大多數(shù)用于轉(zhuǎn)動(dòng)件，組織性能要求高，滿足長(zhǎng)周期壽命要求，均勻細(xì)晶組織是關(guān)鍵的條件。常規(guī)的鍛造工藝在設(shè)計(jì)時(shí)，一般僅對(duì)標(biāo)設(shè)計(jì)，滿足標(biāo)準(zhǔn)即可，對(duì)于鍛件的均勻性卻考慮欠缺。有些TC11鈦合金鍛件在最終全表面腐蝕時(shí)能看到亮線組織，經(jīng)高倍分析，還殘留有輕微粗長(zhǎng)或大塊a，但在一定程度上符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，往往被專業(yè)技術(shù)人員忽視。

當(dāng)棒材原始組織較粗大，傳統(tǒng)的鍛造工藝對(duì)于組織改善有限，均勻性難以保證，亮線組織就較為嚴(yán)重，解決該問題已經(jīng)成為TC11鈦合金鍛件質(zhì)量提升的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明通過優(yōu)化TC11鈦合金加熱溫度與變形控制，設(shè)計(jì)成多個(gè)變形工步，且工步之間對(duì)坯料設(shè)計(jì)有預(yù)處理工步，對(duì)于穩(wěn)定組織起到較好效果，為后續(xù)加熱均勻化做好組織準(zhǔn)備，鍛后水冷有助于儲(chǔ)存畸變能，進(jìn)一步細(xì)化組織，對(duì)于組織均勻化提供一定工藝條件，充分保證了鍛件的組織均勻細(xì)小。變形工步設(shè)計(jì)有一定梯度，有助于組織逐步細(xì)化，避免粗大組織一工步大變形帶來的不均勻。

技術(shù)方案：

一種TC11鈦合金盤鍛件用坯料鍛造工藝方法，包括以下步驟：

將TC11鈦合金棒材料段加熱至相變點(diǎn)上0～30℃，保溫時(shí)間按0.5～1.0min/mm計(jì)算；

TC11鈦合金棒材料段在規(guī)定的溫度加熱并保溫時(shí)間后出爐，應(yīng)在出爐后15s以內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速水冷；

將完成上述處理的坯料多次加熱至相變點(diǎn)下0～50℃，保溫，以使得坯料靜態(tài)再結(jié)晶；每次加熱之后，出爐鍛造，鍛造應(yīng)以嚴(yán)格控制時(shí)間1min以內(nèi)完成；

每次加熱溫度相較于上一次加熱溫度逐降低。

相鄰兩次靜態(tài)再結(jié)晶的加熱溫度之間的溫度相差10～15℃。

靜態(tài)再結(jié)晶次數(shù)為2～4次，變形量隨著靜態(tài)再結(jié)晶的加熱溫度降低而提升。

靜態(tài)再結(jié)晶次數(shù)為2時(shí)，將完成上述處理的棒材料段或者坯料多次加熱至相變點(diǎn)下0～50℃，保溫，以使其靜態(tài)再結(jié)晶；每次加熱之后，出爐鍛造，包括：

將完成上述處理的棒材料段再次加熱至相變點(diǎn)下0～30℃，保溫時(shí)間按0.8～1.3min/mm計(jì)算；出爐鍛造，變形量應(yīng)在20％～40％，鍛造應(yīng)以嚴(yán)格控制時(shí)間1min以內(nèi)完成，終鍛溫度控制在不低于900℃；鍛后15s以內(nèi)快速水冷；將水冷后的坯料進(jìn)行加熱至850～900℃，熱透后保溫不低于2h，空冷；

將完成上述鍛造變形及處理的坯料再次加熱至相變點(diǎn)下30～50℃，保溫時(shí)間按0.8～1.3min/mm計(jì)算；出爐鍛造，變形量應(yīng)在40％～60％，鍛造應(yīng)以嚴(yán)格控制時(shí)間1min以內(nèi)，終鍛溫度控制在不低于850℃；鍛后15s以內(nèi)快速水冷；將水冷后的坯料進(jìn)行加熱至800～850℃，熱透后保溫不低于2h，空冷。

靜態(tài)再結(jié)晶次數(shù)為3時(shí)，將完成上述處理的棒材料段或者坯料多次加熱至相變點(diǎn)下0～50℃，保溫，以使得坯料靜態(tài)再結(jié)晶；每次加熱之后，出爐鍛造，包括：