CN106148762B - 一种低温用ta7‑dt钛合金棒材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温用TA7‑DT钛合金棒材的制备方法,具体为:选取符合要求、成分均匀的TA7‑DT合金铸锭在相变点以上加热,锻造为组织均匀的精锻坯料;然后在相变点加热,精锻加工成轧制坯料;随后将轧制坯料在相变点以下加热,轧制加工成棒坯;最后对棒坯进行热处理,然后矫直磨光,即得到低温用TA7‑DT钛合金棒材。采用本发明低温用TA7‑DT钛合金棒材的制备方法,能够生产出组织均匀、室温和低温综合力学性能良好的TA7‑DT钛合金棒材。比常规轧制工艺生产的棒材横向组织均匀,满足GJB495‑1988要求,各项性能也达到了低温用TA7‑DT棒材的标准要求。
Description
技术领域
本发明属于钛合金材料加工技术领域,具体涉及一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法。
背景技术
TA7(名义含量Ti-5Al-2.5Sn)钛合金,是应用较多的一种α钛合金,不能热处理强化,常在退火态或热轧态下使用,组织稳定,低温和焊接性能优异。TA7-DT间隙元素极低,在-253℃下还能保持较好的塑性,是一种重要的低温结构材料。
TA7-DT钛合金工艺性能差,热加工过程中,物料表面热损失极快,成分、热加工温度和工艺条件对棒材成品组织和性能影响较大,产品一致性难于控制,因此现有的制备方法制备出的TA7-DT钛合金棒材晶粒粗大、综合性能不佳,很难稳定生产出室温和低温性能良好的TA7-DT钛合金棒材。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,解决了TA7-DT棒材常规轧制生产工艺产生的晶粒粗大、综合性能不佳的问题。
本发明所采用的技术方案是:一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤1,选取成分均匀的TA7-DT合金铸锭;
步骤2,棒坯锻造:
将步骤1选取的TA7-DT合金铸锭在相变点以上加热,锻造为组织均匀的精锻坯料;
步骤3,坯料精锻:
将步骤2得到的精锻坯料,在相变点温度加热,充分保温,一火次精锻,加工成轧制坯料;
步骤4,坯料轧制:
对步骤3得到的轧制坯料在相变点以下加热,充分保温,轧制,加工成棒坯;
步骤5,热处理:
将步骤4制得的棒坯进行热处理,空冷至室温,然后矫直磨光,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
本发明的特点还在于,
步骤1中TA7-DT合金铸锭按照质量百分比由以下元素组成:Al:5.20%~5.70%,Sn:2.50%~2.90%,Fe≤0.08%,C≤0.08%,N≤0.05%,O:0.07%~0.11%,H≤0.05%,余量为Ti,以上元素质量百分比之和为100%。
步骤2具体为:将TA7-DT钛合金铸锭,在相变点以上140℃~170℃加热,充分保温,经3火次镦拔后,在相变点以上0℃~30℃加热,充分保温,5火次直拔、摔圆,加工成组织均匀的Φ85mm~Φ100mm精锻坯料。
步骤3中加热温度允许波动-10℃~+10℃。
步骤3中精锻过程中坯料的变形率为65%~80%。
步骤4中加热温度为相变点以下0℃~30℃。
步骤4中轧制过程中坯料的变形率为85%~95%。
步骤5中热处理具体为:将棒坯在785℃~815℃下保温1h。
本发明的有益效果是,采用本发明低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,能够生产出组织均匀、室温和低温综合力学性能良好的TA7-DT钛合金棒材。比常规轧制工艺生产的棒材横向组织均匀,满足GJB 495-1988要求,各项性能也达到了低温用TA7-DT棒材的标准要求。
附图说明
图1是本发明制备得到的后TA7-DT钛合金棒材的横向组织高倍图;
图2是本发明制备得到的后TA7-DT钛合金棒材的各项力学性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤1,熔炼铸锭:
依据表1的目标值,进行合金配比计算,制定合适的熔炼工艺,采用真空自耗电弧炉进行三次真空熔炼,使该钛合金各组元成分充分合金化和均匀化,控制杂质和间隙元素的含量,最终制得成分满足表1目标值的TA7-DT合金铸锭;
表1
步骤2,棒坯锻造:
对成分符合目标值的TA7-DT钛合金铸锭,在相变点以上140℃~170℃加热,充分保温,经3火次镦拔后,在相变点以上0℃~30℃加热,充分保温,5火次直拔、摔圆,加工成组织均匀的Φ85mm~Φ100mm精锻坯料;
步骤3,坯料精锻:
将步骤2得到的精锻坯料,置于步进式电阻炉中,在相变点加热,允许波动(-10℃~+10℃),充分保温,一火次精锻,经65%~80%变形,加工成轧制坯料;
步骤4,坯料轧制:
对步骤3得到的轧制坯料采用箱式电阻炉,在相变点以下0℃~30℃加热,充分保温,在横列式轧机上轧制,经85%~95%变形,加工成棒坯;
步骤5,热处理:
将步骤4制得的棒坯在785℃~815℃下保温1h进行热处理,空冷至室温,然后矫直磨光,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
图1是采用本发明方法制备得到的TA7-DT钛合金棒材的横向组织高倍图,从图中可以看出棒材的横向组织均匀。图2是6组采用本发明方法制备得到的TA7-DT钛合金棒材的各项力学性能图,从图中可以看出其各项力学性能都达到了标准要求。
实施例1
步骤1,合理设计成分配比,经三次真空熔炼,得到合格铸锭(成分见表2),实测相变点1005℃;
表2
步骤2,将铸锭在箱式电阻炉中加热至1145℃,充分保温,3火次镦拔后,在1005℃加热,5火直拔锻至Φ100mm;
步骤3,将经步骤2锻造的锻坯在步进式电阻炉中加热1005℃、充分保温,1火精锻至Φ45mm,累计变形率80%;
步骤4,将经步骤3锻造的坯料在箱式电阻炉加热至1005℃、充分保温,1火轧制为Φ16.5mm的棒坯,累计变形率85%;
步骤5,将棒坯在800℃下热处理,保温1h,空冷到室温,矫直及表面处理,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
实施例2
步骤1,合理设计成分配比,经三次真空熔炼,得到合格铸锭(成分见表3),相变点1010℃;
表3
步骤2,将铸锭在箱式电阻炉中加热至1180℃,充分保温,3火次镦拔后,在1030℃加热,5火直拔锻至Φ85mm;
步骤3,将经步骤2锻造的锻坯在步进式电阻炉中加热1020℃、充分保温,1火精锻至Φ45mm,累计变形率72%;
步骤4,将经步骤3锻造的坯料在箱式电阻炉加热980℃、充分保温,1火轧制为Φ11.5mm的棒坯,累计变形率93%;
步骤5,将棒坯在815℃下热处理,保温1h,空冷到室温,矫直及表面处理,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
实施例3
步骤1,合理设计成分配比,经三次真空熔炼,得到合格铸锭(成分见表4),相变点1020℃;
表4
步骤2,将铸锭在箱式电阻炉中加热至1180℃,充分保温,3火次镦拔后,在1050℃加热,5火直拔锻至Φ95mm;
步骤3,将经步骤2锻造的锻坯在步进式电阻炉中加热1010℃、充分保温,1火精锻至Φ55mm,累计变形率65%;
步骤4,将经步骤3锻造的坯料在箱式电阻炉加热1000℃、充分保温,1火轧制为Φ13mm的棒坯,累计变形率95%;
步骤5,将棒坯785℃下热处理,保温1h,空冷到室温,矫直及表面处理,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
Claims (6)
1.一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1,选取成分均匀的TA7-DT合金铸锭;
步骤2,棒坯锻造:
将步骤1选取的TA7-DT合金铸锭在相变点以上加热,锻造为组织均匀的精锻坯料,具体为:将TA7-DT钛合金铸锭,在相变点以上140℃~170℃加热,充分保温,经3火次镦拔后,在相变点以上0℃~30℃加热,充分保温,5火次直拔、摔圆,加工成组织均匀的Φ85mm~Φ100mm精锻坯料;
步骤3,坯料精锻:
将步骤2得到的精锻坯料,在相变点加热,充分保温,一火次精锻,精锻过程中坯料的变形率为65%~80%,加工成轧制坯料;
步骤4,坯料轧制:
对步骤3得到的轧制坯料在相变点以下加热,充分保温,轧制,加工成棒坯;
步骤5,热处理:
将步骤4制得的棒坯进行热处理,然后矫直磨光,即得到低温用TA7-DT钛合金棒材。
2.根据权利要求1所述的一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,步骤1中所述TA7-DT合金铸锭按照质量百分比由以下元素组成:Al:5.20%~5.70%,Sn:2.50%~2.90%,Fe≤0.08%,C≤0.08%,N≤0.05%,O:0.07%~0.11%,H≤0.05%,余量为Ti,以上元素质量百分比之和为100%。
3.根据权利要求1所述的一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤3中加热温度,允许波动-10℃~+10℃。
4.根据权利要求1所述的一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤4中加热温度为相变点以下0℃~30℃。
5.根据权利要求1所述的一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤4中轧制过程中坯料的变形率为85%~95%。
6.根据权利要求1所述的一种低温用TA7-DT钛合金棒材的制备方法,其特征在于,所述步骤5中热处理具体为:将棒坯在785℃~815℃下保温1h。
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