一种Ti60钛合金等温锻造及热处理方法与流程

发布时间: 2019-10-11 20:10:29    浏览次数:

技术领域本发明涉及钛合金热加工技术领域,具体涉及一种Ti60钛合金等温锻造及热处理方法。

背景技术:

Ti60钛合金是一种Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si系多元复合强化的近α型高温钛合金,它是我国自行设计研制的具有自主知识产权的600℃高温钛合金,该合金应用高合金化、微合金化和复合强化方式,在Ti-Al-Sn-Zr的基础上以同时加入一定量的Ta、Nb和Mo三种同晶型高熔点的稳定元素,通过这三种元素与α稳定元素Al、Sn和Zr等合金元素之间切当搭配和共同合作,使合金成为集细晶强化、固溶强化和第二相(α2和硅化物)弥散强化于一身的多元复合强化的一种热强钛合金,它具有优良的综合性能,使它在工作温度下具有高的热强性、抗氧化性和满意的热稳定性的良好匹配。近些年航空发动机的压气机的工作温度已达或超过600℃,目前投入使用的高温钛合金有英国的IN1834合金,美国的Ti-1100合金和俄罗斯的BT18Y合金,为满足我国航空发动机提高推重比的需求,研制满足600℃条件下使用的高温钛合金锻件已迫在眉睫。

技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供满足600℃高温下使用的钛合金盘类锻件。

本发明的技术方案是:首先在Ti60钛合金β转变温度以下30℃~50℃下将铸锭制备成饼坯或环坯;将所述饼坯或环坯在油压机上进行等温锻造,所述等温锻造技术要求如下:模具温度930℃~1000℃、坯料加热温度为β转变温度以下30℃~60℃、变形速率0.1~0.5mm/s、变形量30%~70%;然后将所述锻件进行固溶时效处理,所述锻件在β转变温度以下10℃~30℃保温1h~4h后油冷,然后将所述锻件在680℃~720℃保温6h~10h后空冷,最终制备出所述锻件。本发明的有益效果是:本发明首先在Ti60钛合金β转变温度以下30℃~50℃下将铸锭制备成饼坯或环坯;将所述饼坯或环坯在油压机上进行等温锻造,所述等温锻造技术要求如下:模具温度930℃~1000℃、坯料加热温度为β转变温度以下30℃~60℃、变形速率0.1~0.5mm/s、变形量30%~70%;然后将所述锻件进行固溶时效处理,所述锻件在β转变温度以下10℃~30℃保温1h~4h后油冷,然后将所述锻件在680℃~720℃保温6h~10h后空冷,最终制备出所述锻件,通过所述工艺制备Ti60钛合金锻件600℃高温拉伸不小于600MPa,延伸不小于8%,600℃热稳定性能强度大于950MPa,延伸不小于3%,所述锻件可以满足600℃高温条件下的使用要求。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。某Ti60钛合金发动机压气机盘锻件,锻件重量90.8Kg,锻件轮廓尺寸:φ640×136mm,Ti60钛合金β转变温度:1044℃,选用φ300×450mm的Ti60钛合金棒材。首先将上述Ti60钛合金棒材加热至1004℃后经改锻、镦饼和冲孔制成环坯,每火次变形量28%;然后将环坯加热至1009℃后在等温环境下模锻成锻坯,模锻过程中技术要求如下:模具温度950℃、模锻变形量45%、模锻变形速率:0.15mm/s;最后将所述锻件进行1019℃的固溶和700℃的时效后得到Ti60钛合金锻件;经理化检测所述锻件600℃高温拉伸强度715MPa,延伸率17.5%,600℃热稳定性强度1063MPa,延伸率4.5%。综上所述,经本发明制备的Ti60钛合金锻件性能满足航空发动机600℃工作环境下的使用条件。

实验用Ti60钛合金铸锭的主元素化学成分

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