专利名称：一种tc25两相钛合金大规格棒材的制备方法
技术领域：
本发明属于钛合金棒材制备技术领域，具体涉及一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法。
背景技术：
随着航空、航天及船舶等工业技术的发展，对热强型TC25两相钛合金大规格棒材的要求日益增强，而开坯及后续锻造过程是成功制备TC25两相钛合金大规格棒材的关键。目前通过普通锻造加工方法生产困难很大，主要不足之处是材料加工经常出现较多的开裂，内裂等缺陷，产品性能指标不稳定，成材率低，因此普通锻造方法已不适用于大规格 (直径Φ彡200mm) TC25两相钛合金棒材的制备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单， 制备过程中开裂少，成品内部缺陷少的TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法。采用该方法制备的TC25钛合金棒材的直径Φ彡200mm，室温拉伸强度为1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于12%，断面收缩率大于30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5， 500°C拉伸强度为760MPa 820MPa，550°C拉伸强度为720MPa 780MPa。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)切去TC25两相钛合金铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用油压机或水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50°C 150°C，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50°C 100°C，两火次的终锻温度均不低于850°C，两火次的累积变形量为 80%以上；(3)将步骤O)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2 3次，终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为80%以上；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2 3次，终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为80%以上；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C 40°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次， 终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为60%以上；(7)重复步骤(6) —次，空冷至室温得到直径φ彡200mm的TC25两相钛合金大规格棒材。
本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明工艺简单，不需要特殊设备，加工成本低，制备过程中开裂少，成品内部缺陷少，易实现工业化生产。2、采用本发明方法生产的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，产品成材率比现有技术至少提高了 15个百分点，生产的棒材可用作航空发动机压气机等零件。3、采用本发明方法生产的TC25两相钛合金大规格棒材的室温拉伸强度为 1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于12%，断面收缩率大于 30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5，500°C拉伸强度为760MPa 820MPa，550°C拉伸强度为 720MPa 780ΜΙ^。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施例方式实施例1(1)采用直径 cD700mmmTC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)两相钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用2500吨油压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上150°C，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上100°C，两火次的终锻温度均为900°C，两火次的累积变形量为80% ；(3)将步骤⑵中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上30°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为900°C，锻造累积变形量为120% ；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为850°C，锻造累积变形量为200% ；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度为900°C，锻造累积变形量为65% ；(7)重复步骤(6) —次，空冷至室温得到直径Φ 215mm的TC25两相钛合金大规格棒材。本实施例制备的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，棒材的室温拉伸强度为1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，断面收缩率大于30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5，500°C拉伸强度为760MPa 820MPa， 550°C拉伸强度为720MPa 780MPa。实施例2(1)采用直径 0 690mm&TC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)两相钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用2500吨油压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上100°C，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50°C，两火次的终锻温度均为850°C，两火次的累积变形量为120% ；(3)将步骤O)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为880°C，锻造累积变形量为220% ；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为850°C，锻造累积变形量为220% ；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下40°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度为850°C，锻造累积变形量为70% ；(7)重复步骤(6) —次，空冷至室温得到直径Φ 215mm的TC25两相钛合金大规格棒材。本实施例制备的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，棒材的室温拉伸强度为1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，断面收缩率大于30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5，500°C拉伸强度为760MPa 820MPa， 550°C拉伸强度为720MPa 780MPa。实施例3(1)采用直径 0 620mm&TC25(Ti-6· 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)两相钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用2000吨水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，两火次的始锻温度均为铸锭β相变点之上50°C，两火次的终锻温度均为860°C，两火次的累积变形量为100% ；(3)将步骤O)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上35°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为890°C，锻造累积变形量为80% ；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下35°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为900°C，锻造累积变形量为80% ；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下35°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度为900°C，锻造累积变形量为60% ；(7)重复步骤(6) —次，空冷至室温得到直径Φ 315mm的TC25两相钛合金大规格棒材。本实施例制备的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，棒材的室温拉伸强度为1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，断面收缩率大于30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5，500°C拉伸强度为760MPa 820MPa，550°C拉伸强度为720MPa 780MPa。实施例4(1)采用直径 Φ 700mm 的 TC25 (Ti_6. 7A1-1. 5Sn-4Zr-2Mo-lff-0. 15Si)两相钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用2000吨水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上150°C，终锻温度1000°C，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上80°C，终锻温度为950°C，两火次的累积变形量为100% ；(3)将步骤O)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上35°C的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为850°C，锻造累积变形量为155% ；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为900°C，锻造累积变形量为120% ；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度为950°C，锻造累积变形量为65% ；(7)重复步骤(6) —次，空冷至室温得到直径Φ 310mm的TC25两相钛合金大规格棒材。本实施例制备的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，棒材的室温拉伸强度为1020MPa 1080MPa，屈服强度为920MPa 980MPa，延伸率大于 12%，断面收缩率大于30%，硬度(HB)为3. 2 3. 5，500°C拉伸强度为760MPa 820MPa， 550°C拉伸强度为720MPa 780MPa。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1. 一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)切去TC25两相钛合金铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；(2)用油压机或水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50°C 150°C，第二火次的始锻温度为铸锭 β相变点之上50°C 100°C，两火次的终锻温度均不低于850°C，两火次的累积变形量为 80%以上；(3)将步骤O)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2 3次， 终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为80%以上；(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造2 3次，终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为80%以上；(5)重复步骤⑷一次，得到坯料；(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下30°C 40°C的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度不低于850°C，锻造累积变形量为60%以上；(7)重复步骤(6)—次，空冷至室温得到直径Φ ^ 200mm的TC25两相钛合金大规格棒材。
全文摘要
本发明公开了一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法，该方法为首先切去TC25两相钛合金铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；然后用油压机或水压机将除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯；接着对锻坯进行反复镦粗和拔长锻造得到坯料；最后将坯料反复倒棱滚圆锻造，空冷至室温得到直径Φ≥200mm的TC25两相钛合金大规格棒材。本发明工艺简单，不需要特殊设备，加工成本低，制备过程中不发生开裂，易实现工业化生产。采用本发明方法生产的TC25两相钛合金大规格棒材产品内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，产品成材率比现有技术至少提高了15个百分点，生产的棒材可用作航空发动机压气机等零件。
文档编号C22F1/18GK102230145SQ201110166100
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者吴华, 曲恒磊, 李维, 杨建朝, 舒滢, 邓超, 黄张洪 申请人:西部钛业有限责任公司