CN106694770A - 一种tc21钛合金的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
一种TC21钛合金的锻造方法,包括以下步骤:步骤1、坯料在Tβ‑30℃保温预热,后升温至Tβ+15℃,然后出炉空冷至室温;步骤2、坯料装炉在Tβ‑30℃加热进行常规锻造,空冷。TC21锻件在进行准β锻造工序时,若设备出现故障,无法进行生产,造成坯料在相变点上空烧,后续使用本发明工艺制作锻件,可使其组织、性能仍然满足锻件要求。
Description
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TC21钛合金的锻造方法。
背景技术
TC21钛合金是一种高强度、高韧性的α+β型两相钛合金,其名义成分为Ti-6AL-2Zr-2Sn-3Mo-1Cr-2Nb-0.1Si,该材料优良的合金特性可满足新型号飞机的高强度,高寿命的使用要求,广泛运用于制造各类飞机重要结构件。
TC21钛合金的关键生产工序为准β锻造,该工序的加热参数、保温时间、锻造变形过程、变形程度直接影响锻件的最终组织、性能状态,因此该工序对设备及工序的完成能力要求较为苛刻。鉴于设备状况的不稳定性,时常在加热保温时间结束、锻件生产过程中设备发生故障,造成无法正常生产。
发明内容
本发明所解决的技术问题是:TC21锻件在进行准β锻造工序时,若设备出现故障,无法进行生产,造成坯料在相变点上空烧,后续如何处理该锻件,使其组织、性能满足锻件要求。
本发明的技术方案是:
一种TC21钛合金的锻造方法,包括以下步骤:
步骤1、坯料在Tβ-30℃保温预热,后升温至Tβ+15℃,然后出炉空冷至室温;
步骤2、坯料装炉在Tβ-30℃加热进行常规锻造,空冷。
本发明的有益效果是:TC21锻件在进行准β锻造工序时,若设备出现故障,无法进行生产,造成坯料在相变点上空烧,后续使用本发明工艺制作锻件,可使其组织、性能仍然满足锻件要求。
具体实施方式
实验方案:
棒料在加热进行制坯,荒坯共3块,分别标刻1、2、3。
1号坯料进行正常准β锻(Tβ-30℃保温预热,升温至Tβ+15℃,然后出炉锻造);
2号坯料在Tβ-30℃保温预热,升温至Tβ+15℃,然后出炉空冷至室温,然后装炉在Tβ-30℃加热进行常规锻造,空冷;
3号坯料在Tβ-30℃保温预热,升温至Tβ+15℃,然后出炉空冷至室温,然后装炉在Tβ-30℃保温预热,升温至Tβ+15℃,然后出炉锻造。
三种方案不同的加热制度,相同的变形过程和同一种热处理制度。进行理化检测:高、低倍,纵、横、高向室温拉伸,KIC,对比三种方案的理化结果。
本发明首先在Tβ-30℃进行制坯,分别进行三种方案的准β锻造,1号进行正常的准β锻造;2号在Tβ+15℃进行空烧,再次加热Tβ-30℃进行锻造;3号在在Tβ+15℃进行空烧,再次加热Tβ+15℃进行锻造。结果对比TC21锻件在准β锻造火次中,加热后无法进行锻造出炉空冷后,采取2号锻造方案依然可以获得合格的组织及性能。3号方案锻件在塑性方面明显偏
低。
具体实验过程实例:
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
锻件采用电炉加热,加热规范为:Tβ-30℃×140min,热透后在3T自由锻锤上进行生产:Φ210×175轴向拔长:□140×~310。
将坯料□140×~310均分3件,单件尺寸:□140×~100分别标刻:1、2、3
1号:加热Tβ-30℃×120min后随炉升温至Tβ+15℃×35min,出炉锻造,□140×~100沿100方向至拔长(锻件尺寸)
2号:加热Tβ-30℃×120min后随炉升温至Tβ+15℃×35min,出炉空冷至室温,再装炉按Tβ-30℃×120min加热后锻造□140×~100沿100方向至拔长(锻件尺寸)
3号:同1#同炉加热后出炉空冷至室温,再装炉按Tβ-30℃×120min后随炉升温至Tβ+15℃×10min后锻造□140×~100沿100方向至拔长 (锻件尺寸)
热处理:900℃×2h,空冷;+560℃×4h,空冷
理化检测:高、低倍,纵、横、高向室温拉伸,KIC
理化结果显示,1号为正常准β锻造,最终得要理想的组织和性能,2号方案是坯料在准β锻造火次中无法锻造,进行空烧,空冷至室温后再在Tβ-30℃进行变形,最终也可得到理想的组织和性能。3号方案坯料在准β锻造火次中无法锻造,进行空烧,空冷至室温后再在Tβ+15℃进行变形,高、低倍组织也符合标准,但是塑性水平明显偏低。
综上所述,TC21锻件在进行准β锻,可以视为准β加热+锻造,它的工艺机理是在准β加热的过程中坯料的初生α项全部转化为β项,晶粒会长大,变形后晶界、晶粒得到破碎的到细小的网篮组织,保证锻件塑性指标。1号、2号方案可满足锻件组织以及性能指标;在设备出现故障时可采用2号方案进行锻造。
Claims (1)
1.一种TC21钛合金的锻造方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、坯料在Tβ-30℃保温预热,后升温至Tβ+15℃,然后出炉空冷至室温;
步骤2、坯料装炉在Tβ-30℃加热进行常规锻造,空冷。
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