CN107916384B - 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法 - Google Patents

一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107916384B
CN107916384B CN201710522905.9A CN201710522905A CN107916384B CN 107916384 B CN107916384 B CN 107916384B CN 201710522905 A CN201710522905 A CN 201710522905A CN 107916384 B CN107916384 B CN 107916384B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
temperature
heated
transformation temperature
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710522905.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107916384A (zh
Inventor
姚彦军
郝宏斌
曹玉茹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd filed Critical Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
Priority to CN201710522905.9A priority Critical patent/CN107916384B/zh
Publication of CN107916384A publication Critical patent/CN107916384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107916384B publication Critical patent/CN107916384B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法，步骤1：在天然气炉加热，锻造温度为相变点上Tβ+100℃～Tβ+150℃；步骤2：在天然气炉加热，锻造温度为相变点上Tβ+70℃～Tβ+80℃；步骤3：在电炉加热，锻造温度为相变点Tβ+20℃～Tβ+30℃；步骤4：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ+5℃～Tβ+10℃；步骤5：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ‑15℃～Tβ‑25℃；步骤6：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ‑15℃～Tβ‑25℃。Ti80改锻时采用的以上的规锻造工艺方案获得典型的等轴组织，转变β基体上分布着等轴α相，等轴α相含量达到80％以上，且等轴化程度较好。

Description

一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法
技术领域
本发明涉及一种提高Ti80钛合金组织均匀细化的锻造方法，加工出的钛合金具有高强度、强的腐蚀性及良好的焊接性能的新型钛合金材料，属于材料热加工领域。
背景技术
Ti80是一种铝含量较高(5.5％～6.5％)并含有β稳定元素NbMo和中性元素Zr的近α型钛合金，其名义成分为Ti-6Al--3Nb--2Zr-1Mo，该合金具有高强度、强的腐蚀性及良好的焊接性能的优点，因而广泛地应用于潜艇和水中兵器的受力结构件、螺栓、轴以及耐腐蚀壳体；
通常Ti80材料为国产的Φ210铸锭棒材，冶炼方法为VAR熔炼，熔炼次数为3次。铸锭晶粒粗大，组织不均匀，高倍组织照片如图1所示，且塑性较差，锻造变形量受限，组织不易改善。锻造过程中棱角冷却较快，塑性变形能力相对更差。Ti80铸态晶粒粗大，且塑性差，要得到10μm以下的细小晶粒、组织不均匀，不仅受到锻造变形量的限制，还常有较大的锻造裂纹生成；对Ti80铸态在3T自由锤锻造的加热和变形过程的控制是该材料生产的难点，对内部组织和性能具有重要的影响。一般的锻造方法很难满足锻件上述组织要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高Ti80钛合金组织性能的锻造方法，要得到10μm以下的细小晶粒、组织均匀、塑性好高强度、高塑性和高断裂韧性同时提高Ti80钛合金构件的组织可靠性。
本发明采取的技术方案，
钛合金改锻的关键有三点，准确的相变点，恰当的加热参数，锻造过程变形量的控制。本发明对Ti80铸锭采用的主要工艺流程为：铸锭开坯→检查高低倍组织→进行改锻成型→检查高倍组织。
一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法，具体锻造步骤如下：
步骤1：在天然气炉加热，锻造温度为相变点上Tβ+100℃～Tβ+150℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为三镦三拔，锻造变形量为15％～45％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒；
步骤2：在天然气炉加热，锻造温度为相变点上Tβ+70℃～Tβ+80℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为三镦三拔，锻造变形量为15％～40％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒；
步骤3：在电炉加热，锻造温度为相变点Tβ+20℃～Tβ+30℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～35％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒；
步骤4：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ+5℃～Tβ+10℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～35％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒；
步骤5：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ-15℃～Tβ-25℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～30％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒；
步骤6：在电炉加热，锻造温度为相变点下Tβ-15℃～Tβ-25℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～30％，锻造时间小于1.5～5min；坯料转移时间小于等于30秒。
发明的技术效果：以上方案对Ti80开坯后显微组织是由β基体和分布在β基体上粗大的长条α构成，改锻后的显微组织中原有的粗大的长条α充分破碎，球化成α颗粒，组织均匀细小，晶粒尺寸≤10μm。Ti80改锻时采用的以上的规锻造工艺方案获得典型的等轴组织，转变β基体上分布着等轴α相，等轴α相含量达到80％以上，且等轴化程度较好。
附图说明
图1是Ti80钛合金坯料锻造前的金相图
图2是Ti80钛合金坯料锻造后的金相图
具体实施方式
对Ti80规格为Φ210×280/43kg；相变点为：1010℃；组织如图1的Ti80在电炉加热后进行改锻如下：
步骤1：相变点上150℃×125min，三镦三拔
Φ210×280镦粗～Φ255×190±10 拔长～Φ180×300±10
镦粗～Φ215×210±10 倒角拔长～Φ175×310±10镦粗～
Φ215×210±10 换向拔长至六方～Φ175×310±10
※若出现可见微裂纹，立即停锻回炉
步骤2：相变点上80℃×110min，三镦三拔
Φ175×310镦粗～Φ215×210±10 拔长～Φ175×310±10
镦粗～Φ215×210±10 倒角拔长～Φ175×310±10
镦粗～Φ215×210±10 换向拔长至六方～Φ175×310±10
步骤3：相变点上30℃×110min，两镦两拔
Φ175×310镦粗～Φ215×210±10 倒角拔长～Φ175×310±10
镦粗～Φ215×210±10 换向拔长至六方～Φ175×310±10
步骤4：：相变点上5℃×110min，两镦两拔
Φ175×310镦粗～Φ215×210±10 倒角拔长～Φ175×310±10
镦粗～Φ215×210±10 换向拔长至六方～Φ175×310±10
步骤5：：相变点下15℃×110min
Φ175×310镦粗～Φ215×210±10 倒角拔长～Φ175×310±10
镦粗～Φ185×275±10 换向拔长至～Φ130×560±10
步骤6：相变点下15℃×80min
Φ130×560轴向拔长至～Φ100×940±10
剁料：沿长度方向均分剁成4件，单件尺寸：～Φ100×～225
理化检查高倍如图2，获得均匀细小的组织，晶粒≤10μm符合比标准要求。

Claims (4)

1.一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法，其特征在于，具体锻造步骤如下：步骤1：在炉中加热，锻造温度为相变点上Tβ+100℃～Tβ+150℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为三镦三拔，锻造变形量为15％～45％；步骤2：在炉中加热，锻造温度为相变点上Tβ+70℃～Tβ+80℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为三镦三拔，锻造变形量为15％～40％；步骤3：在炉中加热，锻造温度为相变点Tβ+20℃～Tβ+30℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～35％；步骤4：在炉中加热，锻造温度为相变点下Tβ+5℃～Tβ+10℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～35％；步骤5：在炉中加热，锻造温度为相变点下Tβ-15℃～Tβ-25℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～30％；步骤6：在炉中加热，锻造温度为相变点下Tβ-15℃～Tβ-25℃，加热系数为0.4～1.0min/mm，镦粗拔长次数为两镦两拔，锻造变形量为15％～30％。
2.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，步骤1-6的锻造时间小于1.5～5min。
3.如权利要求1所述的步骤1-6中坯料的转移时间小于等于30秒。
4.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，步骤1-2是用天然气炉加热，步骤2-6是用电炉加热。
CN201710522905.9A 2017-06-30 2017-06-30 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法 Active CN107916384B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710522905.9A CN107916384B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710522905.9A CN107916384B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107916384A CN107916384A (zh) 2018-04-17
CN107916384B true CN107916384B (zh) 2019-10-18

Family

ID=61898669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710522905.9A Active CN107916384B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107916384B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108754371B (zh) * 2018-05-24 2020-07-17 太原理工大学 一种细化近α高温钛合金晶粒的制备方法
CN110076533B (zh) * 2019-05-24 2021-11-02 宝鸡拓普达钛业有限公司 一种应用于石油防喷管的tc4台阶轴的制备方法
CN111230012B (zh) * 2020-02-28 2021-12-28 西北工业大学 一种Ti80钛合金的锻造方法
CN112226711B (zh) * 2020-09-02 2022-04-19 宁夏中色金航钛业有限公司 提高海洋工程用Ti80合金棒材组织组织均匀性的锻造方法
CN112139413A (zh) * 2020-09-04 2020-12-29 中国航发北京航空材料研究院 一种提高tc18钛合金大规格棒材组织及织构均匀性的锻造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102632174A (zh) * 2012-03-31 2012-08-15 常州中钢精密锻材有限公司 一种改善纯钛宽板的锻造方法
CN103357806A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 上海驳原金属材料有限公司 超细晶粒钛合金tc4叶片的制造工艺
CN103361586A (zh) * 2013-07-31 2013-10-23 西北有色金属研究院 一种提高tc4-dt钛合金板材强韧性的加工方法
CN104451491A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 西北有色金属研究院 一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法
CN105112831A (zh) * 2015-09-14 2015-12-02 沈阳泰恒通用技术有限公司 一种低温环境下使用的bt5-1钛合金环材的制备方法
CN106424501A (zh) * 2016-07-26 2017-02-22 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 基于包套的难变形材料多向锻压加工方法
CN106636505A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 东北大学 一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10306335A (ja) * 1997-04-30 1998-11-17 Nkk Corp （α＋β）型チタン合金棒線材およびその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102632174A (zh) * 2012-03-31 2012-08-15 常州中钢精密锻材有限公司 一种改善纯钛宽板的锻造方法
CN103357806A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 上海驳原金属材料有限公司 超细晶粒钛合金tc4叶片的制造工艺
CN103361586A (zh) * 2013-07-31 2013-10-23 西北有色金属研究院 一种提高tc4-dt钛合金板材强韧性的加工方法
CN104451491A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 西北有色金属研究院 一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法
CN105112831A (zh) * 2015-09-14 2015-12-02 沈阳泰恒通用技术有限公司 一种低温环境下使用的bt5-1钛合金环材的制备方法
CN106424501A (zh) * 2016-07-26 2017-02-22 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 基于包套的难变形材料多向锻压加工方法
CN106636505A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 东北大学 一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107916384A (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107916384B (zh) 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法
CN102513479B (zh) 大直径细小等轴晶组织钛合金棒材生产工艺
CN101927312B (zh) Tc4钛合金锻环加工工艺
CN107217173A (zh) 具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金及其制备工艺
CN105506525B (zh) 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法
CN101294264A (zh) 一种转子叶片用α+β型钛合金棒材制造工艺
CN104148562B (zh) Ti2AlNb基合金铸锭的开坯方法
CN107217221B (zh) 一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法
CN108436074B (zh) 钽钨合金箔材制备方法及钽钨合金箔材
CN102492906A (zh) 一种高温合金细晶棒材的锻制方法
CN102641978A (zh) 一种tc18钛合金大规格棒材加工方法
CN103695826A (zh) 大尺寸gh690镍基合金棒坯的细晶锻造方法
CN109500331A (zh) Tc25钛合金大规格棒材加工方法
CN101935776B (zh) 一种β钛合金材料及其制备方法
CN110205571A (zh) 一种tc18钛合金大尺寸棒材的制备方法
CN108034909B (zh) 一种2050铝锂合金细晶板材的制备方法
CN102517530A (zh) 一种提高Ti5553钛合金组织性能的热加工方法
CN109234568A (zh) 一种Ti6242钛合金大规格棒材的制备方法
CN104226722B (zh) 一种航天电爆阀用tb3棒材加工方法
CN103409711B (zh) 一种具有细小全层片组织的TiAl基合金的制备方法
CN104001845A (zh) 一种Ti2AlNb合金大尺寸盘件的锻造工艺方法
CN106222486B (zh) 一种高强度锆钛铝铁钒合金及其制备方法
CN107282687A (zh) 一种Ti6Al4V钛合金细晶棒材的制备方法
CN112391558B (zh) 一种强度与塑性匹配良好的近β型钛合金及其制备方法
CN110205572A (zh) 一种两相Ti-Al-Zr-Mo-V钛合金锻棒的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant