專利名稱：一種tc25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈦合金棒材制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著航空、航天及船舶等工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)熱強(qiáng)型TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的要求日益增強(qiáng)，而開坯及后續(xù)鍛造過(guò)程是成功制備TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的關(guān)鍵。目前通過(guò)普通鍛造加工方法生產(chǎn)困難很大，主要不足之處是材料加工經(jīng)常出現(xiàn)較多的開裂，內(nèi)裂等缺陷，產(chǎn)品性能指標(biāo)不穩(wěn)定，成材率低，因此普通鍛造方法已不適用于大規(guī)格 (直徑Φ彡200mm) TC25兩相鈦合金棒材的制備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單， 制備過(guò)程中開裂少，成品內(nèi)部缺陷少的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法。采用該方法制備的TC25鈦合金棒材的直徑Φ彡200mm，室溫拉伸強(qiáng)度為1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于12%，斷面收縮率大于30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5， 500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa，550°C拉伸強(qiáng)度為720MPa 780MPa。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)切去TC25兩相鈦合金鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用油壓機(jī)或水壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上50°C 150°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上50°C 100°C，兩火次的終鍛溫度均不低于850°C，兩火次的累積變形量為 80%以上；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上30°C 40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2 3次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為80%以上；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C 40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2 3次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為80%以上；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C 40°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次， 終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為60%以上；(7)重復(fù)步驟(6) —次，空冷至室溫得到直徑φ彡200mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，加工成本低，制備過(guò)程中開裂少，成品內(nèi)部缺陷少，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2、采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，產(chǎn)品成材率比現(xiàn)有技術(shù)至少提高了 15個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)的棒材可用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)等零件。3、采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的室溫拉伸強(qiáng)度為 1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于12%，斷面收縮率大于 30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5，500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa，550°C拉伸強(qiáng)度為 720MPa 780ΜΙ^。下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)采用直徑 cD700mmmTC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)兩相鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2500噸油壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上150°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上100°C，兩火次的終鍛溫度均為900°C，兩火次的累積變形量為80% ；(3)將步驟⑵中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上30°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2次，終鍛溫度為900°C，鍛造累積變形量為120% ；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造3次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為200% ；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次，終鍛溫度為900°C，鍛造累積變形量為65% ；(7)重復(fù)步驟(6) —次，空冷至室溫得到直徑Φ 215mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。本實(shí)施例制備的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，棒材的室溫拉伸強(qiáng)度為1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，斷面收縮率大于30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5，500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa， 550°C拉伸強(qiáng)度為720MPa 780MPa。實(shí)施例2(1)采用直徑 0 690mm&TC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)兩相鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2500噸油壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上100°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上50°C，兩火次的終鍛溫度均為850°C，兩火次的累積變形量為120% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造3次，終鍛溫度為880°C，鍛造累積變形量為220% ；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造3次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為220% ；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下40°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為70% ；(7)重復(fù)步驟(6) —次，空冷至室溫得到直徑Φ 215mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。本實(shí)施例制備的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，棒材的室溫拉伸強(qiáng)度為1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，斷面收縮率大于30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5，500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa， 550°C拉伸強(qiáng)度為720MPa 780MPa。實(shí)施例3(1)采用直徑 0 620mm&TC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)兩相鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2000噸水壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，兩火次的始鍛溫度均為鑄錠β相變點(diǎn)之上50°C，兩火次的終鍛溫度均為860°C，兩火次的累積變形量為100% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上35°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2次，終鍛溫度為890°C，鍛造累積變形量為80% ；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下35°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2次，終鍛溫度為900°C，鍛造累積變形量為80% ；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下35°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次，終鍛溫度為900°C，鍛造累積變形量為60% ；(7)重復(fù)步驟(6) —次，空冷至室溫得到直徑Φ 315mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。本實(shí)施例制備的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，棒材的室溫拉伸強(qiáng)度為1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，斷面收縮率大于30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5，500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa，550°C拉伸強(qiáng)度為720MPa 780MPa。實(shí)施例4(1)采用直徑 Φ 700mm 的 TC25 (Ti_6. 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)兩相鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2000噸水壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上150°C，終鍛溫度1000°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上80°C，終鍛溫度為950°C，兩火次的累積變形量為100% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上35°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造3次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為155% ；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2次，終鍛溫度為900°C，鍛造累積變形量為120% ；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次，終鍛溫度為950°C，鍛造累積變形量為65% ；(7)重復(fù)步驟(6) —次，空冷至室溫得到直徑Φ 310mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。本實(shí)施例制備的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，棒材的室溫拉伸強(qiáng)度為1020MPa 1080MPa，屈服強(qiáng)度為920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，斷面收縮率大于30%，硬度(HB)為3. 2 3. 5，500°C拉伸強(qiáng)度為760MPa 820MPa， 550°C拉伸強(qiáng)度為720MPa 780MPa。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)切去TC25兩相鈦合金鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用油壓機(jī)或水壓機(jī)將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上50°C 150°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠 β相變點(diǎn)之上50°C 100°C，兩火次的終鍛溫度均不低于850°C，兩火次的累積變形量為 80%以上；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之上30°C 40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2 3次， 終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為80%以上；(4)將步驟(3)中經(jīng)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C 40°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造2 3次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為80%以上；(5)重復(fù)步驟⑷一次，得到坯料；(6)將步驟(5)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點(diǎn)之下30°C 40°C的條件下反復(fù)倒棱滾圓鍛造2次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為60%以上；(7)重復(fù)步驟(6)—次，空冷至室溫得到直徑Φ ^ 200mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材的制備方法，該方法為首先切去TC25兩相鈦合金鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；然后用油壓機(jī)或水壓機(jī)將除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯；接著對(duì)鍛坯進(jìn)行反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)鍛造得到坯料；最后將坯料反復(fù)倒棱滾圓鍛造，空冷至室溫得到直徑Φ≥200mm的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，加工成本低，制備過(guò)程中不發(fā)生開裂，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的TC25兩相鈦合金大規(guī)格棒材產(chǎn)品內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，產(chǎn)品成材率比現(xiàn)有技術(shù)至少提高了15個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)的棒材可用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)等零件。
文檔編號(hào)C22F1/18GK102230145SQ201110166100
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者吳華, 曲恒磊, 李維, 楊建朝, 舒瀅, 鄧超, 黃張洪 申請(qǐng)人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司