Tc17钛合金大规格棒材自由锻造方法
【专利摘要】TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，具体步骤包括开坯锻造、第一次相变点以下锻造、第一次相变点以上锻造、第二次相变点以下锻造、第二次相变点以上锻造、第三次相变点以下锻造；本发明采用“高-低-高-低-高-低”自由锻造工艺，通过实现相变点以上和相变点以下三个循环的工艺路线，多火次自由锻造以及锻后水冷和空冷的合理搭配，制造出性能和组织良好的Φ450～Φ550mm规格的TC17合金大规格棒材，改变了国内目前生产难以达到优良的组织和性能要求TC17合金大规格棒材的生产现状。采用对角线拔长的方式，是为了使棒材在各个方向以及芯部和边部的变形更加均匀一致。
【专利说明】TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法。
【背景技术】
[0002]TC17合金名义成分为T1-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo，是一种高强、高韧和高淬透性的近β型两相钛合金，主要用于航空发动机的发动机风扇、压气机盘件和大截面的锻件等部件。
[0003]随着我国航空工业的飞速发展，TC17钛合金用量急剧增加，对产品质量的要求也大幅提高，特别是军用和民用飞机发动机对钛合金零件的标准要求越来越高。本技术针对航空工业对TC17钛合金大规格棒材的应用需求，开展Φ450~Φ 550mm棒材自由锻造加工技术研究，实现TC17钛合金大规格棒材的规模化生产，满足航空工业发展的需要。
【发明内容】
[0004]针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法,生产出直径为Φ450~Φ550mm的大规格棒材，为α+β两相组织，且组织均匀性良好，力学性能较高且非常稳定，适用于工业化生产。
[0005]本发明的技术方案是:TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，其具体步骤如下:
(1)、开坯锻造:TC17铸锭开坯加热温度分为前两火次加热温度在相变点以上150°C~300°C，后几火次加热温度在相变点以上50°C~100°C ;对TC17钛合金铸锭、坯料进行3~6火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在3.5~7.4之间，前两个火次锻后采用空冷，其余火次锻后均采用水冷；
(2)、第一次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行I~3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取水冷；
(3)、第一次相变点以上锻造:加热温度在相变点以上20°C~80°C，对坯料进行I~2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷；
(4)、第二次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行I~3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷；
(5)、第二次相变点以上锻造:加热温度在相变点以上20°C~80°C，对坯料进行I~2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷；
(6)、第三次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行4~12火次的锻造，镦拔锻造时，每火次锻比控制在2.0~7.0之间；拔长锻造时，每火次锻比控制在1.2~3.0之间，锻后均采取空冷，最终形成成品。
[0006]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明采用“高-低-高-低-高-低”自由锻造工艺，通过实现相变点以上和相变点以下三个循环的工艺路线，多火次自由锻造以及锻后水冷和空冷的合理搭配，制造出性能和组织良好的Φ450~Φ550πιπι规格的TC17合金大规格棒材，改变了国内目前生产难以达到优良的组织和性能要求TC17合金大规格棒材的生产现状。采用“高-低-高-低-高-低”自由锻造工艺制成的大规格棒材低倍组织为模糊晶，显微组织均匀细小，α组织充分等轴化且分布均匀。采用对角线拔长的方式，是为了使棒材在各个方向以及芯部和边部的变形更加均匀一致。本制造方法的意义在于目前国内迫切需要一种大规格的、组织均匀性良好的钛合金锻件，而本发明方法生产的合金棒材可符合以上要求。
【具体实施方式】[0007]下面的实施例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
[0008]实施例1:
(1)、开坯锻造:选取Φ650铸锭，相变点为890°C;1火锻造加热温度选择1180°C，二镦二拔锻至口 680mm，锻造比为7.3，锻后采用空冷；2火锻造加热温度选择1070°C，二镦二拔锻至口 680mm，锻造比选择7.2，锻后采用空冷；3火锻造加热温度选择960°C，二镦二拔锻至口 670mm，锻造比选择7.2，锻后采用水冷；
(2)、第一次相变点以下锻造:4~5火锻造加热温度均选择860°C，采用二镦二拔锻至
□670mm，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后采用水冷；
(3)、第一次相变点以上锻造:6火锻造加热温度选择930°C，采用二镦二拔锻至
□670mm，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；
(4)、第二次相变点以下锻造:7~8火锻造加热温度均选择860°C，采用二镦二拔锻至
□660_，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；
(5)、第二次相变点以上锻造:9火锻造加热温度选择930°C，采用二镦二拔锻至
□660mm，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；
(6)、第三次相变点以下锻造:10~16火锻造加热温度选择830°C~860°C，均采用二镦二拔锻至口 660mm，锻造比均选择6.5 ; 17、18火锻造加热温度选择830°C~850°C，锻造比分别选择1.85、1.35，最终成品规格为Φ520mm，以上锻造的冷却方式均采用空冷。
[0009]实施例2:
(1)、开坯锻造:选取Φ650铸锭，相变点为895°C。I火锻造加热温度选择1150°C，二镦二拔锻至口 680mm，锻造比为7.2，锻后采用空冷；2火锻造加热温度选择1070°C，二镦二拔锻至口 660mm，锻造比选择7.2，锻后采用空冷；3火锻造加热温度选择980°C，二镦二拔锻至口 660mm，锻造比选择7.0，锻后采用水冷；4火锻造加热温度选择950°C，二镦二拔锻至
□660mm，锻造比选择7.0，锻后采用水冷；
(2)、第一次相变点以下锻造:5、6火锻造加热温度均选择860°C，均采用二镦二拔锻至
□650mm，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后均采用水冷；
(3)、第一次相变点以上锻造:7火锻造加热温度选择950°C，采用二镦二拔锻至
□650mm，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；
(4)、第二次相变点以下锻造:8火锻造加热温度均选择860°C，采用二镦二拔锻至
□650mm，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后均采用空冷；(5)、第二次相变点以上锻造:9火锻造加热温度选择930°C，采用二镦二拔锻至□ 640mm，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；
(6)、第三次相变点以下锻造:10~15火锻造加热温度选择840°C~860°C，均采用二镦二拔锻至口 640mm，锻造比均选择6.6 ; 16、17火锻造加热温度选择840°C~860°C，锻造比分别选择1.82、1.32，最终成品规格为Φ500mm，以上锻造的冷却方式均采用空冷 。
【权利要求】
1.TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)、开坯锻造:TC17铸锭开坯加热温度分为前两火次加热温度在相变点以上150°C~300°C，后几火次加热温度在相变点以上50°C~100°C ;对TC17钛合金铸锭、坯料进行3~6火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在3.5~7.4之间，前两个火次锻后采用空冷，其余火次锻后均采用水冷； (2)、第一次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行I~3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取水冷； (3)、第一次相变点以上锻造:加热温度在相变点以上20°C~80°C，对坯料进行I~2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷； (4)、第二次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行I~3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷； (5)、第二次相变点以上锻造:加热温度在相变点以上20°C~80°C，对坯料进行I~2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8~7.2之间，锻后均采取空冷； (6)、第三次相变点以下锻造:加热温度在相变点以下20°C~80°C，对坯料进行4~12火次的锻造，镦拔锻造时，每火次锻比控制在2.0~7.0之间；拔长锻造时，每火次锻比控制在1.2~3.0之间，锻后均采 取空冷，最终形成成品。
【文档编号】C22F1/18GK103526144SQ201310540276
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】朱雪峰, 杨胜, 王博, 余日成, 黄艳华, 陈艳 申请人:湖南金天钛业科技有限公司