一种Ti6242钛合金及其小规格棒材的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属加工技术领域，本发明涉及一种Ti6242钛合金，本发明还涉 及一种Ti6242钛合金小规格棒材的制备方法。
【背景技术】
[0002] Ti6242钛合金名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M〇-0.ISi，该合金是一种高蠕变抗 力的近a型高温钛合金，使用温度在470°C?550°C，主要使用在航空发动机的高压压气机 盘和叶片上。
[0003] 在国外，该合金已成功应用于F414、F119、TRENT800等先进的航空发动机上。可以 说在470°C?550°C区间，该合金应用非常广泛，是一种非常成熟的航空发动机用高温钛合 金。
[0004] 在国内，随着先进飞机，尤其是商用大飞机的研制，对航空发动机的推重比要求不 断提高，使得对叶片用Ti6242钛合金小规格棒材的冶金缺陷、组织均匀性、杂波水平、力学 性能和批次稳定都提出了更高的要求，而要获得以上要求，前提条件就是要获得组织的高 度均匀化和稳定化。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种Ti6242钛合金。
[0006] 本发明的另一个目的是提供一种Ti6242钛合金小规格棒材的制备方法，解决了 现有方法制备的棒材组织均匀性差的问题。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：一种Ti6242钛合金，按照质量百分比由以下组份组 成：A1 5. 50%?6. 50%，Sn1. 80%?2. 20%，Zr3. 60%?4. 40%，Mol. 80%?2. 20%， Si0? 06%?0? 1%，Fe彡 0? 10%，0 彡 0? 15%，C彡 0? 05%，N彡 0? 05%，其余为钛和不可 避免的杂质元素。
[0008] 本发明所采用的另一个技术方案是：一种Ti6242钛合金小规格棒材的制备方法， 具体包括以下步骤：
[0009] 步骤1:开坯锻造
[0010] 将Ti6242钛合金铸锭在相变点以上150°C?200°C加热保温，锻造时锻比控制在 1. 2?1. 6之间，得到铸态组织初步破碎的坯料；
[0011] 步骤2:中间坯锻造
[0012] 将步骤1开坯锻造后得到的铸态组织初步破碎的坯料进行7火锻造，在相变点以 下40°C?相变点以上100°C加热保温，镦拔时的锻比控制在1. 3?1. 7之间，直拔时的变形 量控制在25%?45%之间，终锻温度控制在850°C以上，得到晶粒充分破碎并均匀细化的 坯料组织；
[0013] 步骤3:成品锻造
[0014] 将步骤2中间坯锻造后得到的晶粒充分破碎并均匀细化的坯料组织，再进行2? 3火锻造，在相变点以下60°C?相变点以下40°C加热，变形量控制在40%以上，终锻温度控 制在800°C以上，得到黑皮棒材；
[0015] 步骤4:热处理
[0016] 将步骤3得到的黑皮棒材经过退火及扒皮，得到Ti6242钛合金小规格棒材。
[0017] 本发明的特点还在于，
[0018] 步骤1中保温时间为240?480min。
[0019] 步骤1中Ti6242钛合金铸锭为采用真空自耗电弧炉生产的3?5吨级Ti6242钛 合金铸
[0020] 步骤1中Ti6242钛合金铸锭按照质量百分比由以下组份组成：A15. 50 %? 6. 50%，Sn1.80 % ?2.20%，Zr3. 60 % ?4. 40%，Mo1.80 % ?2. 20%，Si0.06 % ? 0?l%，Fe彡0? 10%，0彡0? 15%，C彡0? 05%，N彡0? 05%，其余为钛和不可避免的杂质元 素。
[0021] 步骤2中保温时间为120?420min。
[0022] 步骤3中保温时间为60?180min。
[0023] 步骤4中退火工艺为970°C?990°C/lh，空冷+595°C/8h，空冷。
[0024] 步骤4中成品棒材的直径为0 20?〇 100mm。
[0025] 本发明的有益效果是：本发明一种Ti6242钛合金小规格棒材的制备方法，通过多 火次反复锻拔解决了棒材边缘和心部的组织均匀性差的问题，克服了影响探伤水平的技术 瓶颈，得到020?〇 100mm小规格的航空发动机叶片用Ti6242钛合金棒材，组织高均匀 化，探伤良好。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明实施例1制备的①100mm规格Ti6242钛合金棒材1/2R处的显微组 织图片；
[0027] 图2是本发明实施例2制备的〇60mm规格Ti6242钛合金棒材1/2R处的显微组 织图片；
[0028] 图3是本发明实施例3制备的〇20mm规格Ti6242钛合金棒材1/2R处的显微组 织图片。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0030] 本发明一种Ti6242钛合金，按照质量百分比由以下组份组成：A15. 50 %? 6. 50%，Sn1.80 % ?2.20%，Zr3. 60 % ?4. 40%，Mol. 80 % ?2. 20%，Si0.06 % ? 0?l%，Fe彡0? 10%，0彡0? 15%，C彡0? 05%，N彡0? 05%，其余为钛和不可避免的杂质元 素，各组份质量百分比之和为100%。
[0031] 上述Ti6242钛合金小规格棒材的制备方法，具体包括以下步骤：
[0032] 步骤1 :开坯锻造
[0033] 将Ti6242钛合金铸锭在相变点以上150°C?200°C加热，保温时间240?480min， 锻造时锻比控制在1. 2?1. 6之间，得到铸态组织初步破碎的坯料；Ti6242钛合金铸锭为 采用真空自耗电弧炉生产的3?5吨级Ti6242钛合金铸锭，按照质量百分比由以下组份组 成：A15?50%?6?50%，Snl?80%?2?20%，Zr3?60%?4?40%，Mol?80%?2?20%， Si0? 06%?0? 1%，Fe彡 0? 10%，0 彡 0? 15%，C彡 0? 05%，N彡 0? 05%，其余为钛和不可 避免的杂质元素；
[0034] 步骤2:中间坯锻造
[0035] 将步骤1开坯锻造后得到的铸态组织初步破碎的坯料进行7火锻造，在相变点以 下40°C?相变点以上100°C加热，保温时间120?420min，镦拔的锻比控制在1. 3?1. 7之 间，直拔的变形量控制在25%?45%之间，终锻温度控制在850°C以上，得到晶粒充分破碎 并均匀细化的坯料组织；
[0036] 步骤3:成品锻造
[0037] 将步骤2中间坯锻造后得到的晶粒充分破碎并均匀细化的坯料再进行2?3火锻 造，在相变点以下60°0?相变点以下40°0加热，保温时间60?18〇1^11，变形量控制在40% 以上，终锻温度控制在800 °C以上，得到黑皮棒材。
[0038] 步骤4:热处理