CN107217221A - 一种高均匀Ti‑15Mo钛合金棒坯的制备方法 - Google Patents
一种高均匀Ti‑15Mo钛合金棒坯的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107217221A CN107217221A CN201710362112.5A CN201710362112A CN107217221A CN 107217221 A CN107217221 A CN 107217221A CN 201710362112 A CN201710362112 A CN 201710362112A CN 107217221 A CN107217221 A CN 107217221A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forging
- heating
- preparation
- high uniform
- bar stock
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高均匀Ti‑15Mo钛合金棒坯的制备方法，选择成分合格的Ti‑15Mo钛合金铸锭，加热保温，进行2火次开坯锻造，破碎铸态粗大晶粒；然后对开坯后的坯料，加热保温，进行均匀化处理；随后对坯料加热保温，进行镦拔锻造，进一步改善物料组织均匀性；最后对坯料加热保温，进行直拔、摔圆锻造，即得到高均匀的Ti‑15Mo钛合金棒坯。本发明通过对Ti‑15Mo钛合金铸锭交替进行高温均匀化处理与锻造变形，可有效改善Ti‑15Mo这种高合金含量的β型钛合金成分微观偏析，并且均匀、细化棒坯组织，为后期精锻或者轧制综合性能的棒材，打好了基础。此外，本发明制备方法简单，适合批量生产。
Description
技术领域
本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法。
背景技术
Ti-15Mo(UNS R58150)合金是一种β型合金，美国，日本，德国等国家对该合金都做过不同程度的研究开发，最初的目的是打算作为航空材料使用，但是在实际应用中受到一定的阻力，主要是由于该合金在中温条件下热处理比较困难，合金成分、组织均匀性不佳。但Ti-15Mo合金弹性模量低，强度高，抗疲劳性能佳，抗腐蚀性以及生物相容性优越，因此通常会被加工成棒丝材，线材，用于整形、创伤、脊柱、齿科、心血管等植入体制造。
Ti-15Mo合金中Mo元素含量高，冶金方式和加工工艺对该合金的均匀性会有直接的影响。因此锻坯的锻造工艺，能否实现Ti-15Mo铸锭成分进一步均匀化，得到破碎的加工态组织，对丝棒材成品的综合性能至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，用以改善Ti-15Mo锻坯成分、组织不均匀的状况，提高Ti-15Mo丝棒材成品的综合性能。
本发明所采用的技术方案是，一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，铸锭开坯：
选择成分合格的Ti-15Mo钛合金铸锭，加热保温，进行2火次开坯锻造，破碎铸态粗大晶粒；
步骤2，锻坯均匀化处理：
将经步骤1开坯的坯料，加热保温，进行均匀化处理；
步骤3，锻坯锻造：
对经步骤2均匀化处理的坯料，加热，充分保温，进行镦拔锻造，进一步改善物料组织均匀性；
步骤4，成品锻造：
对经步骤3锻造的坯料，加热，充分保温，进行直拔、摔圆锻造，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
本发明的特点还在于，
步骤1中开坯锻造前，将铸锭加热至相变点以上400℃～430℃，保温时间不少于10h，进行均匀化处理。
步骤1中第一火次锻造具体为：将铸锭在相变点以上400℃～430℃加热，保温，进行1镦2拔锻造，锻比为1.8～2.0。
步骤1中第二火次锻造具体为：将铸锭在相变点以上100℃～120℃加热，保温，进行2镦2拔锻造，锻比为1.6～1.8。
步骤2中具体为：将坯料在相变点以上400℃～430℃加热，保温时间不少于10h，进行1火次2镦2拔锻造，锻比为1.6～1.8。
步骤3中加热温度为相变点以上50℃～80℃。
步骤3中镦拔锻造锻比为1.6～1.8。
步骤4中加热温度为相变点以上20℃～40℃。
步骤4中直拔、摔圆锻造，单火次变形量为40％～65％。
本发明的有益效果是，一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，通过高温均匀化和锻造变形的结合，来提高Ti-15Mo锻坯微观成分和组织的均匀性。首先对Ti-15Mo钛合金铸锭高温长时间保温处理，可以改善铸锭成分微观均匀性，随后降低加热温度镦拔锻造，可以使粗大铸态晶粒得到充分破碎。再次高温长时间加热，前两火次储存的畸变能可为均匀化提供必要的动力，进一步实现了组织和微观成分的均匀化。最后梯度降温对锻坯锻造，既可有效降低物料变形抗力，减少开裂，又可改善棒坯组织均匀性。
附图说明
图1是本发明制备高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯工艺流程图；
图2是本发明得到的Φ85mmTi-15Mo钛合金棒材的横向组织低倍图。
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。
本发明一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1，铸锭开坯：
选择成分合格、无宏观偏析的Ti-15Mo钛合金铸锭，在大气气氛下，采用电阻炉加热，进行2火次开坯锻造。第一火，铸锭加热温度为相变点以上400℃～430℃，保温时间不少于10h，对铸锭进行均匀化处理，然后利用余热对其进行1镦2拔锻造，控制锻比为1.8～2.0，锻后空冷至室温；第二火，加热温度为相变点以上100℃～120℃，充分保温，2镦2拔，控制锻比为1.6～1.8，破碎粗大铸态晶粒，锻后空冷至室温，完成铸锭开坯；
步骤2，锻坯高温均匀化：
将经步骤1开坯的坯料，在大气气氛下，采用电阻炉，在相变点以上400℃～430℃，长时间保温(保温时间不少于10h)，经1火次2镦2拔，控制锻比为1.6～1.8，锻后空冷至室温，即完成对坯料的均匀化处理。
步骤3，锻坯锻造：
将经步骤2均匀化处理的坯料，在大气气氛下，采用电阻炉加热，加热温度为相变点以上50℃～80℃，充分保温，经1火次镦拔，控制锻比为1.6～1.8，改善物料组织均匀性，锻后空冷至室温；再次采用电阻炉，在相变点以上20℃～40℃对坯料进行加热，充分保温，经2火次直拔、摔圆，单火次变形量为40％～65％，加工成组织均匀的Φ85mm～Φ95mm锻坯，空冷至室温，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
本发明一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，通过高温均匀化和锻造变形的结合，来提高Ti-15Mo锻坯微观成分和组织的均匀性。铸锭高温长时间保温处理，通过扩散等作用，可以改善铸锭成分微观均匀性，随后降低加热温度镦拔锻造，可以使粗大铸态晶粒得到充分破碎。再次高温长时间加热，前两火次储存的畸变能可为均匀化提供必要的动力，进一步实现了组织和微观成分的均匀化。最后梯度降温对锻坯锻造，既可有效降低物料变形抗力，减少开裂，又可改善棒坯组织均匀性。
图2是采用本发明方法制备得到的Φ85mmTi-15Mo钛合金棒坯的横向组织低倍图，从图中可以看出棒材的横向组织均匀。本发明中所采用的高温长时间保温处理，可以有效改善高合金含量Ti-15Mo合金铸锭的成分微观均匀性；镦拔加工与高低温配合，可以有效改善棒坯组织均匀性。
实施例1
选择成分合格、无宏观偏析的Ti-15Mo钛合金铸锭，实测相变点为750℃，在大气气氛下加工。第一火，在1150℃下保温12h后，1镦2拔，锻比为2.0，空冷至室温，修伤；第二火，在850℃下充分保温，2镦2拔，锻比1.8，铸态粗大晶粒破碎，完成铸锭开坯；第三火，在1180℃下保温10h，2镦2拔，锻比1.8，对锻坯进行均匀化处理。第四火，在800℃下充分保温，经1火次镦拔，锻比为1.8，改善物料组织均匀性，空冷至室温，修伤。第五火，在780℃下加热，进行一次拔长，变形量控制为40％。第六火，在770℃下加热，充分保温后直拔摔圆，变形量控制为60％。加工成组织均匀的Φ95mm锻坯，空冷至室温，修伤，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
实施例2
选择成分合格、无宏观偏析的Ti-15Mo钛合金铸锭，实测相变点为755℃，在大气气氛下加工。第一火，在1170℃下保温15h后，1镦2拔，锻比为1.9，空冷至室温，修伤；第二火，在860℃下充分保温，2镦2拔，锻比为1.6，铸态粗大晶粒破碎，完成铸锭开坯；第三火，在1160℃下保温13h后，1火次2镦2拔，锻比为1.6，对锻坯进行均匀化处理。第四火，在820℃下充分保温，经1火次镦拔，锻比为1.6，改善物料组织均匀性，空冷至室温，修伤；第五火，在790℃下加热，进行一次拔长，变形量控制为65％。第六火，在780℃下加热，充分保温后直拔摔圆，变形量控制为40％，加工成组织均匀的Φ85mm锻坯，空冷至室温，修伤，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
实施例3
选择成分合格、无宏观偏析的Ti-15Mo钛合金铸锭，实测相变点为760℃，在大气气氛下加工。第一火，在1190℃下保温10h后，1镦2拔，锻比为1.8，空冷至室温，修伤；第二火，在880℃下充分保温，2镦2拔，锻比为1.7，铸态粗大晶粒破碎，完成铸锭开坯；第三火，在1160℃下保温14h，2镦2拔，锻比为1.7，对锻坯进行均匀化处理。第四火，在840℃下充分保温，经1火次镦拔，锻比为1.7，改善物料组织均匀性，空冷至室温，修伤；第五火，在800℃下加热，进行一次拔长，变形量控制为50％。第六火，在790℃下加热，充分保温后直拔摔圆，变形量控制为54％，加工成组织均匀的Φ95mm锻坯，空冷至室温，修伤，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
Claims (9)
1.一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，铸锭开坯：
选择成分合格的Ti-15Mo钛合金铸锭，加热保温，进行2火次开坯锻造，破碎铸态粗大晶粒；
步骤2，锻坯均匀化处理：
将经步骤1开坯的坯料，加热保温，进行均匀化处理；
步骤3，锻坯锻造：
对经步骤2均匀化处理的坯料，加热，充分保温，进行镦拔锻造，进一步改善物料组织均匀性；
步骤4，成品锻造：
对经步骤3锻造的坯料，加热，充分保温，进行直拔、摔圆锻造，即得到高均匀的Ti-15Mo钛合金棒坯。
2.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中开坯锻造前，将铸锭加热至相变点以上400℃～430℃，保温时间不少于10h，进行均匀化处理。
3.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中第一火次锻造具体为：将铸锭在相变点以上400℃～430℃加热，保温，进行1镦2拔锻造，锻比为1.8～2.0。
4.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中第二火次锻造具体为：将铸锭在相变点以上100℃～120℃加热，保温，进行2镦2拔锻造，锻比为1.6～1.8。
5.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤2中具体为：将坯料在相变点以上400℃～430℃加热，保温时间不少于10h，进行1火次2镦2拔锻造，锻比为1.6～1.8。
6.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中加热温度为相变点以上50℃～80℃。
7.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中镦拔锻造锻比为1.6～1.8。
8.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤4中加热温度为相变点以上20℃～40℃。
9.根据权利要求1所述的一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法，其特征在于，所述步骤4中直拔、摔圆锻造，单火次变形量为40％～65％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710362112.5A CN107217221B (zh) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | 一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710362112.5A CN107217221B (zh) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | 一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107217221A true CN107217221A (zh) | 2017-09-29 |
| CN107217221B CN107217221B (zh) | 2018-11-06 |
Family
ID=59944892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710362112.5A Active CN107217221B (zh) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | 一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107217221B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107604286A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种β钛合金板坯制备方法 |
| CN107604285A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种β钛合金产品锻造方法 |
| CN109865788A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-06-11 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种钛合金大规格锻坯高效镦拔锻造方法 |
| CN111411315A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-14 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法 |
| CN112410698A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-26 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种三相Ti2AlNb合金多层次组织均匀性控制方法 |
| CN112756909A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | 一种大口径Ti35钛合金管材的制备方法 |
| CN114178339A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 3D打印增材制粉用细晶粒Ti2AlNb合金棒材及其制备方法 |
| CN116000574A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-04-25 | 张家港广大特材股份有限公司 | 一种薄壁筒型毛坯的制造方法及薄壁筒型毛坯及应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1403622A (zh) * | 2001-09-04 | 2003-03-19 | 北京航空材料研究院 | 钛合金准β锻造工艺 |
| US20050257864A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-11-24 | Brian Marquardt | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
| CN101921929A (zh) * | 2010-09-02 | 2010-12-22 | 上海交通大学 | 用于骨科植入的含氧医用β钛合金及其制备方法 |
| CN104726746A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-06-24 | 西北有色金属研究院 | 一种高强亚稳定β型钛合金棒材及其制备方法 |
| CN106148762A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-23 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种低温用ta7‑dt钛合金棒材的制备方法 |
| CN106834801A (zh) * | 2010-09-15 | 2017-06-13 | 冶联科技地产有限责任公司 | 用于钛和钛合金的加工途径 |
-
2017
- 2017-05-22 CN CN201710362112.5A patent/CN107217221B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1403622A (zh) * | 2001-09-04 | 2003-03-19 | 北京航空材料研究院 | 钛合金准β锻造工艺 |
| US20050257864A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-11-24 | Brian Marquardt | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
| CN101921929A (zh) * | 2010-09-02 | 2010-12-22 | 上海交通大学 | 用于骨科植入的含氧医用β钛合金及其制备方法 |
| CN106834801A (zh) * | 2010-09-15 | 2017-06-13 | 冶联科技地产有限责任公司 | 用于钛和钛合金的加工途径 |
| CN104726746A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-06-24 | 西北有色金属研究院 | 一种高强亚稳定β型钛合金棒材及其制备方法 |
| CN106148762A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-23 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种低温用ta7‑dt钛合金棒材的制备方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107604286A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种β钛合金板坯制备方法 |
| CN107604285A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种β钛合金产品锻造方法 |
| CN107604285B (zh) * | 2017-10-31 | 2019-10-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种β钛合金产品锻造方法 |
| CN109865788A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-06-11 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种钛合金大规格锻坯高效镦拔锻造方法 |
| CN111411315A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-14 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法 |
| CN112410698A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-26 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种三相Ti2AlNb合金多层次组织均匀性控制方法 |
| CN112410698B (zh) * | 2020-11-03 | 2021-11-02 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种三相Ti2AlNb合金多层次组织均匀性控制方法 |
| CN112756909A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | 一种大口径Ti35钛合金管材的制备方法 |
| CN114178339A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 3D打印增材制粉用细晶粒Ti2AlNb合金棒材及其制备方法 |
| CN114178339B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-05-16 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 3D打印增材制粉用细晶粒Ti2AlNb合金棒材及其制备方法 |
| CN116000574A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-04-25 | 张家港广大特材股份有限公司 | 一种薄壁筒型毛坯的制造方法及薄壁筒型毛坯及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107217221B (zh) | 2018-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107217221B (zh) | 一种高均匀Ti-15Mo钛合金棒坯的制备方法 | |
| JP6576379B2 (ja) | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 | |
| CN105506525B (zh) | 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法 | |
| CN104726746B (zh) | 一种高强亚稳定β型钛合金棒材及其制备方法 | |
| US10526689B2 (en) | Heat-resistant Ti alloy and process for producing the same | |
| CN105283574B (zh) | Ni基超耐热合金及其生产方法 | |
| CN105543749B (zh) | 高熵合金梯度应力改性技术 | |
| CN104169449A (zh) | 具有改良性能的钛合金 | |
| CN109454188A (zh) | Ti55531钛合金大规格棒材自由锻造方法 | |
| CN107824731A (zh) | 一种Ti55钛合金大规格棒材锻造方法 | |
| CN112048690B (zh) | 一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法 | |
| CN102317484A (zh) | 热处理钛合金的方法和所得零件 | |
| CN109500331A (zh) | Tc25钛合金大规格棒材加工方法 | |
| CN110205571A (zh) | 一种tc18钛合金大尺寸棒材的制备方法 | |
| CN106756688B (zh) | 一种变形TiAl合金组织性能精确控制方法 | |
| CN107916384B (zh) | 一种利用自由锻锤提高Ti80钛合金组织均匀细化锻造方法 | |
| CN106148762B (zh) | 一种低温用ta7‑dt钛合金棒材的制备方法 | |
| CN105238955B (zh) | 一种高塑性锆合金及其制备方法 | |
| CN109234568A (zh) | 一种Ti6242钛合金大规格棒材的制备方法 | |
| CN109536777A (zh) | 一种高温钛合金及其制备方法 | |
| JP6079294B2 (ja) | Ｎｉ基耐熱合金部材の自由鍛造加工方法 | |
| Sizova et al. | Hot workability and microstructure evolution of pre-forms for forgings produced by additive manufacturing | |
| CN107350406A (zh) | Tc19钛合金大规格棒材的自由锻造方法 | |
| JP2014161861A5 (zh) | ||
| CN105039886B (zh) | 一种具有均匀细小组织相Zr‑2.5Nb合金棒材的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |