CN103143660A - 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法 - Google Patents

一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103143660A
CN103143660A CN2013100939157A CN201310093915A CN103143660A CN 103143660 A CN103143660 A CN 103143660A CN 2013100939157 A CN2013100939157 A CN 2013100939157A CN 201310093915 A CN201310093915 A CN 201310093915A CN 103143660 A CN103143660 A CN 103143660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
section bar
deltiod
titanium alloy
fire
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.)
Granted
Application number
CN2013100939157A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103143660B (zh
Inventor
吴华
侯鹏
李进元
叶红川
李长亮
杨建朝
李明利
吕利强
杨永福
舒滢
郭征
杨建�
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.)
WESTERN TITANIUM TECHNOLOGIES Co Ltd
Original Assignee
WESTERN TITANIUM TECHNOLOGIES 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 WESTERN TITANIUM TECHNOLOGIES Co Ltd filed Critical WESTERN TITANIUM TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority to CN201310093915.7A priority Critical patent/CN103143660B/zh
Publication of CN103143660A publication Critical patent/CN103143660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103143660B publication Critical patent/CN103143660B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供了一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,包括以下步骤:一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除表面缺陷;二、将TC17钛合金铸锭进行开坯锻造得到初级锻坯;三、将初级锻坯进行第一中间锻造得到第一中间锻坯;四、将第一中间锻坯进行第二中间锻造得到第二中间锻坯;五、将第二中间锻坯锯切下料后进行成形锻造,得到半成品扁方形型材;六、将半成品扁方形型材进行热处理,得到长度为850mm~1600mm,宽度为132mm,厚度为65mm~100mm的TC17钛合金扁方形型材。本发明技术方案完整,工艺可控性强,产品组织形貌均匀,综合性能优异,批次稳定性高,成材率高,适于大规模工业化生产。

Description

一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于钛合金材料制备技术领域,具体涉及一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法。
背景技术
[0002] TC17钛合金是一种新型航空发动机用材料,其名义成分为T1-5AL-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr。TC17钛合金具有强度高、断裂韧性好、淬透性高等优点,且能够满足损伤容限设计的需要和高可靠性的要求,被广泛用来制造航空部件,随着航空、航天工业技术的发展,对TC17合金钛合金型材的需求日益增加,由于该合金相变点较低(Te为880°C〜890°C ),常规的制备方法:相变点以上温度范围内加热锻造开坯后,在相变点以下30°C〜50°C温度范围内轧制成品的方法存在变形抗力大,坯料易开裂、组织不均匀,探伤杂波不易达标,轧制后型材易扭曲而不易矫直等诸多问题,对于TC17钛合金扁方形型材的批量生产不适用;另外,由于TC17钛合金是典型的富β型两相钛合金,TC17钛合金中β稳定元素Mo、Cr含量较高,Cr是共析型β稳定元素,容易在铸锭的头部区域形成偏析,造成某些区域Cr元素富集,比正常区域的Cr元素含量偏高,使这些区域的相变点降低,当TC17钛合金长方形型材在热加工过程中,可能因变形热效应使该区的实际温度超过相变点温度而出现β斑点。
发明内容
[0003] 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TC17钛合金扁方形型材的制备方法。该方法技术方案完整,工艺可控性强,产品的批次稳定性高,成材率高;该方法采取锻造方式而非常规轧制方式制备TC17钛合金扁方形型材,不需进行特制模具和孔型的加工,灵活性强,加工全过程在额定压力为1700吨〜2500吨的中小型锻造压力机上就可以全部实现。采用该方法制备的TC17钛合金扁方形型材组织形貌均匀,综合性能优异,适于大规模工业化生产。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0005] 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为640mm〜720mm的圆形;
[0006] 步骤二、采用锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上120°C〜170°C,所述初级锻还的截面为边长为220mm〜250mm的正方形;
[0007] 步骤三、采用锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分3〜5火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上10°C〜30°C,所述第一中间锻坯的截面为边长为220mm〜250mm的正方形;
[0008] 步骤四、采用锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下10°C〜30°C的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的截面为直径为210_〜240_的圆形;
[0009] 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用锻造压力机将锯切下料后的第二中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下10°c〜30°C ;所述半成品扁方形型材的长度为850mm〜1600mm,宽度为132mm,厚度为 65mm 〜IOOmm ;
[0010] 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为850mm〜1600mm,宽度为 132mm,厚度为 65mm 〜100mm。
[0011] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤一中所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为4.5%〜5.5%,锡的质量百分含量为1.5%〜2.5%,锆的质量百分含量为1.5%〜2.5%,钥的质量百分含量为3.5%〜4.5%,铬的质量百分含量为3.8%〜4.2%,氧的质量百分含量为0.08%〜0.12%,铁的质量百分含量为0.15%〜0.20%,余量为钛和不可避免的杂质。
[0012] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,所述锡以T1-Sn中间合金的形式配入,所述钥以A1-60MO中间合金的形式配入,所述铬以Al-Cr中间合金的形式配入。
[0013] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤二中每火次开坯锻造的锻造比均为2.55〜2.58,每火次开坯锻造的终锻温度均不低于850°C。
[0014] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤三中每火次第一中间锻造的锻造比均为2.91〜4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均不低于800°C。
[0015] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤四中所述第二中间锻造的锻造比为1.38〜1.40,所述第二中间锻造的终锻温度不低于800°C。
[0016] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤五中每火次成形锻造均分两道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.36〜1.43,每火次成形锻造的终锻温度均不低于800°C。
[0017] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤二至五中所述锻造压力机的额定压力均为1700吨〜2500吨。
[0018] 上述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤六中所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为820°C〜850°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为780°C〜820°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为610°C〜650°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
[0019] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020] 1、本发明首先将TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,然后在始锻温度为β相变点以上10°C〜30°C的条件下采用轴向反复镦粗和拔长的锻造变形方式进行第一中间锻造,且通过控制锻坯尺寸以及变形量等工艺参数,能够细化铸态组织,显著解决变形组织不均匀、锻坯易开裂等问题;
[0021] 2、本发明在整体加工过程中,采取锻造方式而非传统的轧制方式,不需进行特制模具和孔型的加工,灵活性强,并且在额定压力为1700吨〜2500吨的中小型锻造压力机上就可以顺利实现本发明TC17钛合金扁方形型材的高质量生产;
[0022] 3、本发明在成形锻造过程中,严格控制成形锻造的始锻温度在β相变点以下10°C〜30°C的温度范围内,并且每道次成形锻造的锻造比均严格控制在1.36〜1.43范围内,能够有效避免TC17钛合金中因某些区域Cr、Mo元素富集而使该处材料的相变点偏低,导致型材在热加工过程中因变形热效应使该区的实际温度超过相变点温度而出现β斑点现象的发生;本发明通过控制α + β两相区火次锻造比、始锻温度、终锻温度等参数,从而使本发明TC17钛合金扁方形型材的组织形貌和力学性能得到有效控制;
[0023] 4、本发明在TC17钛合金铸锭的制备阶段严格控制Sn、Cr、S1、0、Mo及Fe的含量,其中Mo、Cr元素的添加以Al-60Mo、Al-Cr中间合金的形式配入,可有效地避免在某些区域Mo、Cr元素富集,防止TC17钛合金扁方形型材在热处理过程中出现β斑点;此外,低熔点Sn元素也通过中间合金T1-Sn的方式添加,能够有效防止Sn元素偏析的形成;
[0024] 5、本发明在锻造过程中,采用将锻件由方形锻至圆形,再由圆形锻至扁方形的变形方法,能够大大减少变形死区,提高锻件组织均匀性,有效防止扁方形型材角裂等缺陷产生,能够显著提高产品成材率;
[0025] 6、本发明将成品的退火处理与型材矫直相结合进行,使得工艺简单、便捷,可操作性强,适合工业化大规模生产;
[0026] 7、采取本发明方法制备的TC17钛合金扁方形型材,在室温(20°C)条件下的拉伸强度彡1206MPa,屈服强度彡1162MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡33% ;在高温(370°C )条件下的拉伸强度> 930MPa ;持久性能合格;热稳定性能合格;超声波探伤满足国家标准GB5193-85 “钛及钛合金加工产品超声波探伤方法”中A级要求。
[0027] 8、本发明技术方案完整,工艺可控性强,产品的批次稳定性高,成材率与传统制备工艺相比可提高5%〜7%。
[0028] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例TC17钛合金扁方形型材的制备方法包括以下步骤:
[0031] 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底, 并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为640mm的圆形;所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为4.5%,锡的质量百分含量为1.5%,错的质量百分含量为1.5%,钥的质量百分含量为3.5%,铬的质量百分含量为3.8%,氧的质量百分含量为0.08%,铁的质量百分含量为0.15%,余量为钛和不可避免的杂质;其中锡以T1-Sn中间合金的形式配入,钥以A1-60MO中间合金的形式配入,铬以Al-Cr中间合金的形式配入;
[0032] 步骤二、采用额定压力为1700吨的锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上120°C,每火次开坯锻造的锻造比均为2.58,总锻造比为6.66 ;每火次开坯锻造的终锻温度均为850°C ;所述初级锻坯的截面为边长为220mm的正方形;
[0033] 步骤三、采用额定压力为1700吨的锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分3火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上10°C,其中第一火次第一中间锻造的锻造比为2.91,其余火次第一中间锻造的锻造比均为4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均为800°C;所述第一中间锻造的总锻造比为63.19 ;所述第一中间锻还的截面为边长为220mm的正方形;
[0034] 步骤四、采用额定压力为1700吨的锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下10°c的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的锻造比为1.40,所述第二中间锻造的终锻温度为800°C;所述第二中间锻造的截面为直径为210mm的圆形;
[0035] 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用额定压力为1700吨的锻造压力机将锯切下料后的中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴`向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下10°c;每火次成形锻造均分两道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.42,每火次成形锻造的锻造比均为2.02,所述成形锻造的总锻造比为4.06 ;每火次成形锻造的终锻温度均为800°C ;所述半成品扁方形型材的长度为850mm,宽度为132mm,厚度为 65mm ;
[0036] 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为850mm,宽度为132mm,厚度为65mm ;所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为840°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为800°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为630°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
[0037] 本实施例制备的TC17钛合金扁方形型材,在室温(20°C)条件下的拉伸强度彡1206MPa,屈服强度彡1162MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡33% ;在高温(370°C )条件下的拉伸强度> 930MPa ;持久性能合格;热稳定性能合格;超声波探伤满足国家标准GB5193-85 “钛及钛合金加工产品超声波探伤方法”中A级要求;批次稳定性高,成材率高。
[0038] 实施例2
[0039] 本实施例TC17钛合金扁方形型材的制备方法包括以下步骤:
[0040] 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为680mm的圆形;所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为
5.0%,锡的质量百分含量为2.0%,错的质量百分含量为2.0%,钥的质量百分含量为4.0%,铬的质量百分含量为4.0%,氧的质量百分含量为0.10%,铁的质量百分含量为0.18%,余量为钛和不可避免的杂质;其中锡以T1-Sn中间合金的形式配入,钥以A1-60MO中间合金的形式配入,铬以Al-Cr中间合金的形式配入;
[0041] 步骤二、采用额定压力为2000吨的锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上150°C,每火次开坯锻造的锻造比均为2.56,所述开坯锻造的总锻造比为6.55 ;每火次开坯锻造的终锻温度均为860°C ;所述初级锻坯的截面为边长为235mm的正方形;
[0042] 步骤三、采用额定压力为2000吨的锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分4火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上20°C,其中第一火次第一中间锻造的锻造比为2.91,其余火次第一中间锻造的锻造比均为4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均为810°C,所述第一中间锻造的总锻造比为294.48 ;所述第一中间锻还的截面为边长为235mm的正方形;
[0043] 步骤四、采用额定压力为2000吨的锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下20°C的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的锻造比为1.39,所述第二中间锻造的终锻温度为810°C;所述第二中间锻造的截面为直径为225mm的圆形;
[0044] 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用额定压力为2000吨的锻造压力机将锯切下料后的中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下20°C;每火次成形锻造均分两道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.43,每火次锻造比为2.05,所述成形锻造的总锻造比为4.18 ;每火次成形锻造的终锻温度均为810°C ;所述半成品扁方形型材的长度为1080mm,宽度为132mm,厚度为72mm ;
[0045] 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为1080mm,宽度为132mm,厚度为72mm ;所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为820°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为780°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为610°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
[0046] 本实施例制备的TC17钛合金扁方形型材,在室温(20 °C)条件下的拉伸强度彡1206MPa,屈服强度彡1162MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡33% ;在高温(370°C )条件下的拉伸强度> 930MPa ;持久性能合格;热稳定性能合格;超声波探伤满足国家标准GB5193-85 “钛及钛合金加工产品超声波探伤方法”中A级要求;批次稳定性高,成材率高。
[0047] 实施例3
[0048] 本实施例TC17钛合金扁方形型材的制备方法包括以下步骤:·[0049] 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为720mm的圆形;所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为
5.5%,锡的质量百分含量为2.5%,锆的质量百分含量为2.5%,钥的质量百分含量为4.5%,铬的质量百分含量为4.2%,氧的质量百分含量为0.12%,铁的质量百分含量为0.20%,余量为钛和不可避免的杂质;其中锡以T1-Sn中间合金的形式配入,钥以A1-60MO中间合金的形式配入,铬以Al-Cr中间合金的形式配入;
[0050] 步骤二、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上170°C,每火次开坯锻造的锻造比均为2.55,所述开坯锻造的总锻造比为6.50 ;每火次开坯锻造的终锻温度均为870°C ;所述初级锻坯的截面为边长为250mm的正方形;
[0051] 步骤三、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分5火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上30°C,其中第一火次第一中间坯锻造的锻造比为2.91,其余火次第一中间锻造的锻造比均为4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均为820°C,所述第一中间锻造的总锻造比为1372.26 ;所述第一中间锻坯的截面为边长为250mm的正方形;
[0052] 步骤四、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下30°C的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的锻造比为1.38,所述第二中间锻造的终锻温度为820°C;所述第二中间锻造的截面为直径为240mm的圆形;
[0053] 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用额定压力为2500吨的锻造压力机将锯切下料后的中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下30°C;每火次成形锻造均分2道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.41,每火次成形锻造的锻造比均为1.99,所述成形锻造的总锻造比为3.98 ;每火次成形锻造的终锻温度均为820°C ;所述半成品扁方形型材的长度为1225mm,宽度为132mm,厚度为 86mm ;[0054] 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为1225mm,宽度为132mm,厚度为86mm ;所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为850°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为820°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为650°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
[0055] 本实施例制备的TC17钛合金扁方形型材,在室温(20°C)条件下的拉伸强度彡1206MPa,屈服强度彡1162MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡33% ;在高温(370°C )条件下的拉伸强度> 930MPa ;持久性能合格;热稳定性能合格;超声波探伤满足国家标准GB5193-85 “钛及钛合金加工产品超声波探伤方法”中A级要求;批次稳定性高,成材率高。
[0056] 实施例4
[0057] 本实施例TC17钛合金扁方形型材的制备方法包括以下步骤:
[0058] 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为720mm的圆形 ;所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为
5.5%,锡的质量百分含量为2.5%,锆的质量百分含量为2.5%,钥的质量百分含量为4.5%,铬的质量百分含量为4.2%,氧的质量百分含量为0.12%,铁的质量百分含量为0.20%,余量为钛和不可避免的杂质;其中锡以T1-Sn中间合金的形式配入,钥以A1-60MO中间合金的形式配入,铬以Al-Cr中间合金的形式配入;
[0059] 步骤二、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上170°C,每火次开坯锻造的锻造比均为2.55,所述开坯锻造的总锻造比为6.50 ;每火次开坯锻造的终锻温度均为880°C ;所述初级锻坯的截面为边长为250mm的正方形;
[0060] 步骤三、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分5火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上30°C,其中第一火次第一中间锻造的锻造比为2.91,其余火次第一中间锻造的锻造比均为4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均为830°C,所述第一中间锻造的总锻造比为1372.26 ;所述第一中间锻坯的截面为边长为250mm的正方形;
[0061] 步骤四、采用额定压力为2500吨的锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下30°C的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的锻造比为1.38,所述第二中间锻造的终锻温度为830°C;所述第二中间锻造的截面为直径为240mm的圆形;
[0062] 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用额定压力为2500吨的锻造压力机将锯切下料后的中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下30°C;每火次成形锻造均分2道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.36,每火次成形锻造的锻造比均为1.85,所述成形锻造的总锻造比为3.42 ;每火次成形锻造的终锻温度均为830°C ;所述半成品扁方形型材的长度为1600_,宽度为132mm,厚度为 IOOmm;
[0063] 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为1600mm,宽度为132mm,厚度为IOOmm ;所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为830°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为790°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为610°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
[0064] 本实施例制备的TC17钛合金扁方形型材,在室温(20 °C)条件下的拉伸强度彡1206MPa,屈服强度彡1162MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡33% ;在高温(370°C )条件下的拉伸强度> 930MPa ;持久性能合格;热稳定性能合格;超声波探伤满足国家标准GB5193-85 “钛及钛合金加工产品超声波探伤方法”中A级要求;批次稳定性高,成材率高。
[0065] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。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、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范 围内。

Claims (9)

1.一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 步骤一、切除TC17钛合金铸锭的冒口和锭底,并去除TC17钛合金铸锭的表面缺陷;所述TC17钛合金铸锭的截面为直径为640mm〜720mm的圆形; 步骤二、采用锻造压力机将步骤一中去除表面缺陷后的TC17钛合金铸锭进行开坯锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到初级锻坯;所述开坯锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次开坯锻造的始锻温度均为β相变点以上120°C〜170°C,所述初级锻还的截面为边长为220mm〜250mm的正方形; 步骤三、采用锻造压力机将步骤二中所述初级锻坯进行第一中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第一中间锻坯;所述第一中间锻造采用轴向反复镦粗和拔长的锻造方式,共分3〜5火次完成,每火次第一中间锻造的始锻温度均为β相变点以上10°C〜30°C,所述第一中间锻还的截面为边长为220mm〜250mm的正方形; 步骤四、采用锻造压力机将步骤三中所述第一中间锻坯在始锻温度为β相变点以下10°C〜30°C的条件下进行一火次的第二中间锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到第二中间锻坯;所述第二中间锻造采用轴向拔长的锻造方式,所述第二中间锻造的截面为直径为21 Omm〜240mm的圆形; 步骤五、将步骤四中所述第二中间锻坯锯切下料,然后采用锻造压力机将锯切下料后的第二中间锻坯进行成形锻造,空冷后进行表面修磨处理,得到半成品扁方形型材;所述成形锻造采用轴向拔长的锻造方式,共分两火次完成,每火次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下10°c〜30°C;所述半成品扁方形型材的长度为850mm〜1600mm,宽度为132mm,厚度为 65mm 〜10Omm ; 步骤六、将步骤五中所述半成品扁方形型材进行退火与矫直相结合的热处理,得到TC17钛合金扁方形型材;所述TC17钛合金扁方形型材的长度为850mm〜1600mm,宽度为132mm,厚度为 65mm 〜100mm。
2.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤一中所述TC17钛合金铸锭由TC17钛合金自耗电极经3次真空自耗电弧熔炼得到,所述TC17钛合金铸锭中铝的质量百分含量为4.5%〜5.5%,锡的质量百分含量为1.5%〜2.5%,错的质量百分含量为1.5%〜2.5%,钥的质量百分含量为3.5%〜4.5%,铬的质量百分含量为3.8%〜4.2%,氧的质量百分含量为0.08%〜0.12%,铁的质量百分含量为0.15%〜0.20%,余量为钛和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,所述锡以T1-Sn中间合金的形式配入,所述钥以A1-60MO中间合金的形式配入,所述铬以Al-Cr中间合金的形式配入。
4.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤二中每火次开坯锻造的锻造比均为2.55〜2.58,每火次开坯锻造的终锻温度均不低于850。。。
5.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤三中每火次第一中间锻造的锻造比均为2.91〜4.66,每火次第一中间锻造的终锻温度均不低于800°C。
6.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤四中所述第二中间锻造的锻造比为1.38〜1.40,所述第二中间锻造的终锻温度不低于800。。。
7.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤五中每火次成形锻造均分两道次完成,每道次成形锻造的锻造比均为1.36〜1.43,每火次成形锻造的终锻温度均不低于800°C。
8.根据权利要求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤二至步骤五中所述锻造压力机的额定压力均为1700吨〜2500吨。
9.根据权利要 求1所述的一种TC17钛合金扁方形型材的制备方法,其特征在于,步骤六中所述退火与矫直相结合的热处理采用三阶段热处理制度,其中第一阶段热处理制度为:将所述半成品扁方形型材在温度为820°C〜850°C的退火炉中保温Ih进行第一退火处理,然后出炉进行第一矫直处理,最后空冷至20°C室温;第二阶段热处理制度为:将第一阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为780°C〜820°C的退火炉中保温4h进行第二退火处理,然后水冷至20°C室温;第三阶段热处理制度为:将第二阶段热处理后的半成品扁方形型材在温度为610°C〜650°C的退火炉中保温8h进行第三退火处理,然后出炉进行第二矫直处理,最后空冷至20°C室温。
CN201310093915.7A 2013-03-22 2013-03-22 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法 Active CN103143660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310093915.7A CN103143660B (zh) 2013-03-22 2013-03-22 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310093915.7A CN103143660B (zh) 2013-03-22 2013-03-22 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103143660A true CN103143660A (zh) 2013-06-12
CN103143660B CN103143660B (zh) 2015-01-14

Family

ID=48542132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310093915.7A Active CN103143660B (zh) 2013-03-22 2013-03-22 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103143660B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103752746A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 鞍钢股份有限公司 一种热力模拟试验机用压头的制造方法
CN105063527A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 西部超导材料科技股份有限公司 一种α型钛合金锻坯的制备方法
CN108044007A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 西部超导材料科技股份有限公司 一种高均匀Ti632211钛合金板材的锻造方法
CN110216234A (zh) * 2018-11-24 2019-09-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法
CN110508732A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 陕西天成航空材料有限公司 消除tc4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法
CN112222341A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 Tc17钛合金模锻件的制造方法
CN113145778A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 西北有色金属研究院 一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060070688A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Dynamic Machine Works, Inc. Alpha-beta titanium alloy tubes and methods of flowforming the same
JP2008036710A (ja) * 2006-07-13 2008-02-21 Yamaha Motor Co Ltd 鍛造ピストン、内燃機関、輸送機器および鍛造ピストンの製造方法
CN101722259A (zh) * 2009-11-25 2010-06-09 宝鸡高新兴隆钛业有限公司 一种飞机用tc11钛合金模锻支架的制造方法
CN102492907A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 西部钛业有限责任公司 一种ta7eli钛合金饼材的制备方法
CN102921852A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 西部钛业有限责任公司 一种Ti31钛合金法兰锻件的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060070688A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Dynamic Machine Works, Inc. Alpha-beta titanium alloy tubes and methods of flowforming the same
JP2008036710A (ja) * 2006-07-13 2008-02-21 Yamaha Motor Co Ltd 鍛造ピストン、内燃機関、輸送機器および鍛造ピストンの製造方法
CN101722259A (zh) * 2009-11-25 2010-06-09 宝鸡高新兴隆钛业有限公司 一种飞机用tc11钛合金模锻支架的制造方法
CN102492907A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 西部钛业有限责任公司 一种ta7eli钛合金饼材的制备方法
CN102921852A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 西部钛业有限责任公司 一种Ti31钛合金法兰锻件的制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103752746A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 鞍钢股份有限公司 一种热力模拟试验机用压头的制造方法
CN103752746B (zh) * 2013-12-20 2015-07-08 鞍钢股份有限公司 一种热力模拟试验机用压头的制造方法
CN105063527A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 西部超导材料科技股份有限公司 一种α型钛合金锻坯的制备方法
CN108044007A (zh) * 2017-12-05 2018-05-18 西部超导材料科技股份有限公司 一种高均匀Ti632211钛合金板材的锻造方法
CN110216234A (zh) * 2018-11-24 2019-09-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法
CN110216234B (zh) * 2018-11-24 2021-01-01 西部超导材料科技股份有限公司 一种提高α-β两相钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法
CN110508732A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 陕西天成航空材料有限公司 消除tc4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法
CN112222341A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 Tc17钛合金模锻件的制造方法
CN113145778A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 西北有色金属研究院 一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法
CN113145778B (zh) * 2021-04-27 2022-10-04 西北有色金属研究院 一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103143660B (zh) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103143660B (zh) 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法
CN103045906B (zh) 一种高得料率低成本生产优质tc4合金热轧板工艺方法
CN103465027B (zh) 一种gh4169合金细晶盘坯制造方法
CN106425327B (zh) 一种大规格tc4钛合金环件的制备方法
JP2020500108A (ja) 連続鋳造鋼片により製造された厚さが最大で177.8mmであるギアラック鋼板及びその製造方法
CN105506525A (zh) 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法
CN110205571B (zh) 一种tc18钛合金大尺寸棒材的制备方法
CN104988443B (zh) 钛合金板坯的制备方法
CN103071743B (zh) 一种tc11钛合金小孔径厚壁筒形件的制备方法
CN103060733B (zh) 一种tc2钛合金大规格棒材的制备方法
CN107952794B (zh) Tc4钛合金中厚板的单火轧制方法
CN109439936A (zh) 一种中强高韧钛合金超大规格环材的制备方法
CN106148762B (zh) 一种低温用ta7‑dt钛合金棒材的制备方法
CN109079072A (zh) 大型tc4合金环件组织均匀性锻造方法
CN110935827B (zh) 一种较大规格细晶奥氏体不锈钢SNCrW棒材的锻造方法
CN107974638A (zh) 一种连铸坯制造的厚度达180mm齿条钢板的制造方法
CN109865787B (zh) 一种获得均匀网篮组织tc18锻件的锻造方法
CN109468561A (zh) 一种gh3625合金带材的制备方法
CN111534772A (zh) 一种短流程低成本tc4类钛合金成品棒材的制备方法
CN107971710A (zh) 一种ta1材料环锻件的制造方法
CN108044118A (zh) 一种喷射成形7055铝合金大型构件的制造方法
CN105441713A (zh) 一种钛合金无缝管及其制备方法
CN104625627B (zh) 一种等离子旋转电极用钛合金电极棒的制备方法
CN108237197B (zh) 一种改善结构钢大型环形件探伤的锻造方法
CN104004957B (zh) 利用氧化物冶金技术生产小压缩比低温用h型钢的方法

Legal Events

Date Code Title Description
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