CN102319853A - 一种ta19钛合金板条的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TA19钛合金板条的制备方法，该方法为：首先切去TA19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经开坯锻造得到锻坯；接着对锻坯进行反复镦粗和拔长锻造得到坯料；最后将坯料拔长锻造，空冷至室温得到TA19钛合金板条。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，产品成材率高。采用本发明方法制备的TA19钛合金板条产品内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条可用作航空发动机压气机盘、叶片机匣等零件。
Description
技术领域
本发明属于钛合金板条制备技术领域，具体涉及一种TA19钛合金板条的制备方法。
背景技术
TA19钛合金是一种近α型的钛合金，使用温度较高(470℃左右)，随着航空、航天等工业技术的发展，发动机对热强型、热稳定性好的高温近αTA19钛合金产品的需求日益增强，而开坯及后续锻造过程是成功制备高温近αTA19钛合金板条的关键。目前通过普通锻造加工方法生产困难很大，主要不足之处是该材料变形能力差，热加工时经常出现严重的开裂，内裂等致命缺陷，产品性能指标亦不稳定，成材率低，因此普通锻造方法已不适用于该牌号钛合金板条的制备。
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TA19钛合金板条的制备方法。采用该方法制备的TA19钛合金板条在室温下的拉伸强度≥900MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度≥625MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥35％。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TA19钛合金板条的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)切去TA19钛合金铸锭的冒口和锭底，除去TA19钛合金铸锭表皮气孔；
(2)用油压机或水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的TA19钛合金铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为TA19钛合金铸锭β相变点之上100℃～150℃，第二火次的始锻温度为TA19钛合金铸锭β相变点之上50℃～100℃，两火次的终锻温度均不低于850℃，每火次的累积变形量均为65％以上；
(3)将步骤(2)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TA19钛合金铸锭β相变点之下10℃～15℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为65％以上；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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TA19钛合金铸锭β相变点之下10℃～15℃的条件下拔长锻造，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为50％以上；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下15℃～20℃的条件下拔长锻造，空冷至室温得到TA19钛合金板条；所述拔长锻造的终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为25％以上。
上述步骤(7)中所述拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理。
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、采用本发明方法制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，产品成材率大大提高，制备的板条可用作航空发动机压气机盘、叶片机匣等零件。
3、采用本发明方法制备的TA19钛合金板条在室温下的拉伸强度≥900MPa，屈服强度≥830MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度≥625MPa，屈服强度≥490MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥35％。
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。
具体实施方式
实施例1
(1)采用直径Φ690mm的TA19(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；
(2)用3150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℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上100℃，两火次的终锻温度均为880℃，第一火次的累积变形量为70％，第二火次的累积变形量为80％；
(3)将步骤(2)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相变点之下15℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为860℃，锻造累积变形量为120％；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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15℃的条件下拔长锻造，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为50％；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下15℃条件下拔长锻造，拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理，终锻温度为870℃，锻造累积变形量为25％，空冷至室温得到TA19钛合金板条。
本实施例制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条在室温下的拉伸强度为960MPa～1000MPa，屈服强度为870MPa～940MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度700MPa～780MPa，屈服强度550MPa～600MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥40％。
实施例2
(1)采用直径Φ620mm的TA19(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；
(2)用3150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℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50℃，两火次的终锻温度均为850℃，第一火次的累积变形量为75％，第二火次的累积变形量为65％；
(3)将步骤(2)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相变点之下10℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为110％；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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10℃的条件下拔长锻造，终锻温度为880℃，锻造累积变形量为65％；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下20℃条件下拔长锻造，拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理，终锻温度为860℃，锻造累积变形量为30％，空冷至室温得到TA19钛合金板条。
本实施例制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条在室温下的拉伸强度为900MPa～960MPa，屈服强度为840MPa～870MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度680MPa～730MPa，屈服强度520MPa～580MPa，延伸率≥17％，断面收缩率≥42％。
实施例3
(1)采用直径Φ590mm的TA19(Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)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120℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上80℃，第一火次的终锻温度为880℃，第二火次的终锻温度为865，第一火次的累积变形量为70％，第二火次的累积变形量为65％；
(3)将步骤(2)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相变点之下12℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为855，锻造累积变形量为150％；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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10℃的条件下拔长锻造，终锻温度为858℃，锻造累积变形量为55％；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下18℃条件下拔长锻造，拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为25％，空冷至室温得到TA19钛合金板条。
本实施例制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条在室温下的拉伸强度为900MPa～935MPa，屈服强度为830MPa～880MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度670MPa～750MPa，屈服强度500MPa～570MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥38％。
实施例4
(1)采用直径Φ650mm的TA19(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)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130℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上70℃，第一火次的终锻温度为900℃，第二火次的终锻温度为850℃，第一火次的累积变形量为65％，第二火次的累积变形量为75％；
(3)将步骤(2)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相变点之下10℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为65％；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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12℃的条件下拔长锻造，终锻温度为860℃，锻造累积变形量为60％；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下15℃条件下拔长锻造，拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为35％，空冷至室温得到TA19钛合金板条。
本实施例制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条在室温下的拉伸强度为935MPa～960MPa，屈服强度为830MPa～860MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度650MPa～700MPa，屈服强度490MPa～550MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥35％。
实施例5
(1)采用直径Φ550mm的TA19(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)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100℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上60℃，第一火次的终锻温度为850℃，第二火次的终锻温度为870℃，每火次的累积变形量均为65％；
(3)将步骤(2)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相变点之下15℃的条件下反复镦粗和拔长锻造3次，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为80％；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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13℃的条件下拔长锻造，终锻温度为850℃，锻造累积变形量为50％；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下16℃条件下拔长锻造，拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理，终锻温度为855℃，锻造累积变形量为30％，空冷至室温得到TA19钛合金板条。
本实施例制备的TA19钛合金板条内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，制备的板条在室温下的拉伸强度为900MPa～935MPa，屈服强度为830MPa～880MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％，在482℃时的拉伸强度625MPa～670MPa，屈服强度490MPa～520MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥36％。
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。
Claims (2)
1.一种TA19钛合金板条的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)切去TA19钛合金铸锭的冒口和锭底，除去TA19钛合金铸锭表皮气孔；
(2)用油压机或水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的TA19钛合金铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为TA19钛合金铸锭β相变点之上100℃～150℃，第二火次的始锻温度为TA19钛合金铸锭β相变点之上50℃～100℃，两火次的终锻温度均不低于850℃，每火次的累积变形量均为65％以上；
(3)将步骤(2)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TA19钛合金铸锭β相变点之下10℃～15℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为65％以上；
(4)重复步骤(3)一次；
(5)将步骤(4)中经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TA19钛合金铸锭β相变点之下10℃～15℃的条件下拔长锻造，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为50％以上；
(6)重复步骤(5)一次，得到坯料；
(7)将步骤(6)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下15℃～20℃的条件下拔长锻造，空冷至室温得到TA19钛合金板条；所述拔长锻造的终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为25％以上。
2.根据权利要求1所述的一种TA19钛合金板条的制备方法，其特征在于，步骤(7)中所述拔长锻造过程中对坯料表面不平整的部位进行常规整形处理。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |