CN110586828A - Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法 - Google Patents

Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110586828A
CN110586828A CN201910961051.3A CN201910961051A CN110586828A CN 110586828 A CN110586828 A CN 110586828A CN 201910961051 A CN201910961051 A CN 201910961051A CN 110586828 A CN110586828 A CN 110586828A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
temperature
titanium alloy
heat treatment
blank
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
CN201910961051.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110586828B (zh
Inventor
朱雪峰
樊凯
彭晖
丁永峰
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.)
Hunan Xiangtou Jintian Titanium Technology Co Ltd
Original Assignee
HUNAN GOLDSKY TITANIUM INDUSTRY TECHNOLOGY 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 HUNAN GOLDSKY TITANIUM INDUSTRY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HUNAN GOLDSKY TITANIUM INDUSTRY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201910961051.3A priority Critical patent/CN110586828B/zh
Publication of CN110586828A publication Critical patent/CN110586828A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110586828B publication Critical patent/CN110586828B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002Hybrid process, e.g. forging following casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00Arrangements for heating or cooling during processing

Abstract

本发明公开了一种Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其原料为Ti662钛合金铸锭,依次经开坯锻造加工、高温均匀化处理加工、动态再结晶热处理加工、β转变温度以下锻造加工这些步骤而实现。本发明满足目前国内对成分、组织均匀性良好,成本低廉的Ti662钛合金大规格棒材的迫切需要。

Description

Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法
技术领域
本发明涉及钛合金锻造加工技术领域,具体涉及一种Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,以制备出组织均匀细小、性能良好且主要规格在Φ150~Φ250mm的Ti662钛合棒材,该棒材可以广泛用于制备航空、海装、核反应堆等部件。
背景技术
Ti662合金名义成分为Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe,具有优良的综合性能,是一种在Ti6Al4V基础上发展的高强度α+β型钛合金。但该合金由于含有较高含量的Cu和Fe元素,在熔炼过程中存在较高的成分偏析风险,对该合金的广泛应用带来了一定的质量隐患。随着我国高端装备制造业的飞速发展,Ti662钛合金用量急剧增加,对产品质量的要求也大幅提高,解决该合金的偏析问题已势在必行。
现有技术中的Ti662锻造方式主要是在解决组织的均匀性和细化问题,而对偏析的改善作用非常小。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,该Ti662钛合金大规格棒材的直径为Φ150~Φ250mm且为α+β两相组织,其成分、组织均匀性良好,力学性能较高且非常稳定,适用于工业化生产。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,原料为Ti662钛合金铸锭,依次经开坯锻造加工、高温均匀化处理加工、动态再结晶热处理加工、β转变温度以下锻造加工这些步骤而实现。
进一步,上述高温均匀化处理加工步骤中,对经过开坯锻造加工得到的坯料进行高温均匀化处理,加热温度在β转变温度以上200℃~350℃,保温时间≥25小时,出炉后对坯料进行1次镦拔锻造,锻造比控制在2.4~3.6之间,锻后采取空冷。
进一步,上述高温均匀化处理加工步骤中,在1次镦拔锻造后再对坯料进行1~2火次的镦拔锻造,加热温度在β转变温度以上30℃~150℃,每火次锻造比控制在3.2~6.4之间,锻后均采取空冷。
进一步,上述动态再结晶热处理加工步骤中,加热温度在β转变温度以下30℃~50℃,对经过高温均匀化处理的坯料进行1次镦拔锻造,锻造比控制在1.3~1.7之间,锻后直接回炉进行再结晶热处理且热处理加热温度在β转变温度以上40℃~90℃,保温适当时间后出炉。
进一步,上述动态再结晶热处理加工步骤中,在坯料保温出炉后进行1次镦拔锻造,锻造比控制在1.1~1.3之间,锻后采用空冷。
进一步,上述动态再结晶热处理加工步骤中,再结晶热处理后的保温时间按坯料最小截面尺寸×0.45+(-30~+30)分钟计算。
进一步,上述β转变温度以下锻造加工步骤中,先对经过动态再结晶热处理的坯料进行1~2火次的镦拔锻造且加热温度在β转变温度以下30℃~60℃,锻造比控制在1.8~3.0之间,镦拔锻造后均采用空冷;再对坯料进行2~6火次的拔长锻造且加热温度在β转变温度以下40℃~60℃,锻造比控制在1.2~1.8之间,拔长锻造后均采用空冷。
与现有技术相比,本发明具备的有益效果是:
本发明在常规自由锻造工艺路线的基础上,在开坯锻造加工后搭配一次高温均匀化处理加工,开坯锻造可以实现Ti662坯料铸态组织的破碎,利用搭配的高温均匀化处理过程实现易偏析成分Fe、Cu元素的晶内和晶间充分扩散均匀化,解决Ti662铸锭熔炼过程中无法有效克服的成分偏析风险问题。高温均匀化处理过程会带来Ti662坯料组织的严重长大粗化,而在高温均匀化处理加工后再搭配一次动态再结晶热处理加工,利用再结晶热处理过程实现Ti662坯料组织的快速细化,解决常规自由锻造过程中需要依靠多火次、大变形量破碎粗大晶粒的问题,达到降低锻造生产成本的目的。本发明满足目前国内对成分、组织均匀性良好,成本低廉的Ti662钛合金大规格棒材的迫切需要。
附图说明
图1为本发明实施例一的Φ150mm规格棒材的低倍组织;
图2为本发明实施例一的Φ150mm规格棒材的显微组织(其中左:边部,右:心部);
图3为本发明表一、表二中的取样图;
图4为本发明实施例二的Φ250mm规格棒材的低倍组织;
图5为本发明实施例二的Φ250mm规格棒材的显微组织(其中左为边部,右为心部)。
具体实施方式
现结合附图及具体实施例,来对本发明作进一步的阐述。以下仅为本发明的优选实施例,并非用以限制本发明保护范围。任何在不脱离本发明构思前提下的相同或相似方案均应落在本发明的保护范围内。且下文中“□”指代的是方形坯料的边长。
实施例一
本实施例的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,具体通过以下步骤来实现的:
(一)开坯锻造加工:选取Φ680mm铸锭,β转变温度为935℃。1火锻造加热温度选择1150℃,两镦两拔锻至□540mm,锻造比为6.0,锻后采用空冷;
(二)高温均匀化处理加工:2火高温均匀化处理加热温度选择1200℃,保温时间25小时,出炉后一镦一拔锻至□540mm,锻造比选择3.2,锻后采用空冷;3火锻造加热温度选择1050℃,二镦二拔锻至□540mm,锻造比选择6.0,锻后采用空冷;
(三)动态再结晶热处理加工:加热温度选择在895℃,对经过步骤(二)处理的坯料先进行一镦一拔锻至□540mm,锻造比控制在1.6,锻后直接回炉进行再结晶热处理,热处理加热温度选择在980℃,保温时间控制在213分钟,出炉后进行一镦一拔锻至□540mm,锻造比控制在1.22,锻后采用空冷;
(四)β转变温度以下锻造加工:4火锻造加热温度选择890℃,采用一镦一拔锻至□540mm,锻造比选择2.8;5~9火锻造加热温度选择875℃~890℃,拔长锻造比选择1.3~1.8,最终成品规格为Φ150mm,以上锻造的冷却方式均采用空冷。
图1是经过本工艺锻造制备出成品规格为Φ150mm棒材的低倍组织图,可以看出低倍无明显的偏析、夹杂等冶金缺陷,组织均匀,呈模糊晶。图2为相应棒材的边部和心部的显微组织,可以看出边部与心部的显微组织非常均匀。表1为棒材相当于铸锭头部取样的边部、R/2、心部的化学成分实测结果,可以看出铸锭易偏析成分的均匀性得到了有效控制,成分均匀性良好。
表1 Φ150mm规格棒材的成分分析结果
实施例二
本实施例的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,具体通过以下步骤来实现的:
(一)开坯锻造加工:选取Φ680mm铸锭,β转变温度为940℃。1火锻造加热温度选择1150℃,两镦两拔锻至□520mm,锻造比为5.8,锻后采用空冷;2火锻造加热温度选择1100℃,两镦两拔锻至□520mm,锻造比为5.6,锻后采用空冷;
(二)高温均匀化处理加工:3火高温均匀化处理加热温度选择1200℃,保温时间25小时,出炉后一镦一拔锻至□520mm,锻造比选择3.0,锻后采用空冷;4火锻造加热温度选择1050℃,二镦二拔锻至□520mm,锻造比选择5.6,锻后采用空冷;
(三)动态再结晶热处理加工:加热温度选择在900℃,对经过步骤(二)处理的坯料先进行一镦一拔锻至□520mm,锻造比控制在1.56,锻后直接回炉进行再结晶热处理,热处理加热温度选择在990℃,保温时间控制在204分钟,出炉后进行一镦一拔锻至□520mm,锻造比控制在1.2,锻后采用空冷;
(四)β转变温度以下锻造加工:5火锻造加热温度选择900℃,采用一镦一拔锻至□520mm,锻造比选择2.7;6火锻造加热温度选择895℃,采用一镦一拔锻至□520mm,锻造比选择2.6;7~9火锻造加热温度选择880℃~890℃,拔长锻造比选择1.3~1.8,最终成品规格为Φ250mm,以上锻造的冷却方式均采用空冷。
图4是经过本工艺锻造制备出成品规格为Φ250mm棒材的低倍组织图,可以看出低倍无明显的偏析、夹杂等冶金缺陷,组织均匀,呈模糊晶。图5为相应棒材的边部和心部的显微组织,可以看出边部与心部的显微组织非常均匀。表2为棒材相当于铸锭头部取样的边部、R/2、心部的化学成分实测结果,可以看出铸锭易偏析成分的均匀性得到了有效控制,成分均匀性良好。
表2:Φ250mm规格棒材的成分分析结果

Claims (7)

1.一种Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,原料为Ti662钛合金铸锭,依次经开坯锻造加工、高温均匀化处理加工、动态再结晶热处理加工、β转变温度以下锻造加工这些步骤而实现。
2.根据权利要求1所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述高温均匀化处理加工步骤中,对经过开坯锻造加工得到的坯料进行高温均匀化处理,加热温度在β转变温度以上200℃~350℃,保温时间≥25小时,出炉后对坯料进行1次镦拔锻造,锻造比控制在2.4~3.6之间,锻后采取空冷。
3.根据权利要求2所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述高温均匀化处理加工步骤中,在1次镦拔锻造后再对坯料进行1~2火次的镦拔锻造,加热温度在β转变温度以上30℃~150℃,每火次锻造比控制在3.2~6.4之间,锻后均采取空冷。
4.根据权利要求1或2或3所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述动态再结晶热处理加工步骤中,加热温度在β转变温度以下30℃~50℃,对经过高温均匀化处理的坯料进行1次镦拔锻造,锻造比控制在1.3~1.7之间,锻后直接回炉进行再结晶热处理且热处理加热温度在β转变温度以上40℃~90℃,保温适当时间后出炉。
5.根据权利要求4所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述动态再结晶热处理加工步骤中,在坯料保温出炉后进行1次镦拔锻造,锻造比控制在1.1~1.3之间,锻后采用空冷。
6.根据权利要求5所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述动态再结晶热处理加工步骤中,再结晶热处理后的保温时间按坯料最小截面尺寸×0.45+(-30~+30)分钟计算。
7.根据权利要求6所述的Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法,其特征在于,上述β转变温度以下锻造加工步骤中,先对经过动态再结晶热处理的坯料进行1~2火次的镦拔锻造且加热温度在β转变温度以下30℃~60℃,锻造比控制在1.8~3.0之间,镦拔锻造后均采用空冷;再对坯料进行2~6火次的拔长锻造且加热温度在β转变温度以下40℃~60℃,锻造比控制在1.2~1.8之间,拔长锻造后均采用空冷。
CN201910961051.3A 2019-10-11 2019-10-11 Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法 Active CN110586828B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910961051.3A CN110586828B (zh) 2019-10-11 2019-10-11 Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910961051.3A CN110586828B (zh) 2019-10-11 2019-10-11 Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110586828A true CN110586828A (zh) 2019-12-20
CN110586828B CN110586828B (zh) 2021-06-22

Family

ID=68866316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910961051.3A Active CN110586828B (zh) 2019-10-11 2019-10-11 Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110586828B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112355214A (zh) * 2020-10-20 2021-02-12 湖南金天钛业科技有限公司 一种重型火箭捆绑支座用大尺寸锻件的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498849A (zh) * 2014-12-05 2015-04-08 宁夏东方钽业股份有限公司 一种Ti662钛合金管材的制备工艺
CN106903249A (zh) * 2017-03-06 2017-06-30 湖南金天钛业科技有限公司 一种高组织均匀钛合金饼材的锻造方法
JP2018095941A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 大同特殊鋼株式会社 耐熱Ti合金及びその製造方法
CN109454188A (zh) * 2018-11-02 2019-03-12 湖南金天钛业科技有限公司 Ti55531钛合金大规格棒材自由锻造方法
CN109500331A (zh) * 2018-11-02 2019-03-22 湖南金天钛业科技有限公司 Tc25钛合金大规格棒材加工方法
CN110205572A (zh) * 2018-12-30 2019-09-06 西部超导材料科技股份有限公司 一种两相Ti-Al-Zr-Mo-V钛合金锻棒的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498849A (zh) * 2014-12-05 2015-04-08 宁夏东方钽业股份有限公司 一种Ti662钛合金管材的制备工艺
JP2018095941A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 大同特殊鋼株式会社 耐熱Ti合金及びその製造方法
CN106903249A (zh) * 2017-03-06 2017-06-30 湖南金天钛业科技有限公司 一种高组织均匀钛合金饼材的锻造方法
CN109454188A (zh) * 2018-11-02 2019-03-12 湖南金天钛业科技有限公司 Ti55531钛合金大规格棒材自由锻造方法
CN109500331A (zh) * 2018-11-02 2019-03-22 湖南金天钛业科技有限公司 Tc25钛合金大规格棒材加工方法
CN110205572A (zh) * 2018-12-30 2019-09-06 西部超导材料科技股份有限公司 一种两相Ti-Al-Zr-Mo-V钛合金锻棒的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112355214A (zh) * 2020-10-20 2021-02-12 湖南金天钛业科技有限公司 一种重型火箭捆绑支座用大尺寸锻件的制备方法
CN112355214B (zh) * 2020-10-20 2022-06-10 湖南金天钛业科技有限公司 一种重型火箭捆绑支座用大尺寸锻件的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110586828B (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106498318B (zh) 提高2219铝合金环件综合力学性能的工艺方法
CN101857950B (zh) 钽溅射靶
CN109454188B (zh) Ti55531钛合金大规格棒材自由锻造方法
CN105088118A (zh) 一种镍基高温合金板材的超细晶化方法
CN108893689B (zh) Inconel718合金盘锻件均匀化制造方法
CN105506525A (zh) 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法
CN104726746A (zh) 一种高强亚稳定β型钛合金棒材及其制备方法
CN111485138B (zh) 一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法
CN109500331B (zh) Tc25钛合金大规格棒材加工方法
CN102851627A (zh) 一种新型钛合金分区β热处理工艺
CN102719642A (zh) 一种高强高韧性gh2132棒丝材的生产工艺
CN104762576A (zh) Tc18钛合金全网篮组织中等规格超长棒材的制备方法
CN105177258A (zh) 一种高韧性、高等向性大截面热作模具钢的生产方法
Gao et al. Microstructure and properties of forged plasma arc melted pilot ingot of Ti–45Al–8.5 Nb–(W, B, Y) alloy
CN104745989A (zh) 一种铜铬锆系合金的双级固溶热处理方法
CN105002337A (zh) H13模具钢热处理方法以及通过其获得的h13模具钢
CN108823384B (zh) 一种大型不锈钢环件高温锻造细化晶粒方法
CN112111679A (zh) 一种半导体用高品质铝合金及其制备方法
CN110586828B (zh) Ti662钛合金大规格棒材自由锻造方法
CN110952005B (zh) 一种快速挤压高性能变形铝合金及其制备方法
CN110438422B (zh) 一种增材制造2219铝合金的热处理方法
CA2976307C (en) Methods for producing titanium and titanium alloy articles
CN105861968A (zh) 一种提高Al-Cu系高强铝合金环件力学性能的方法
CN113857250A (zh) 一种多级轧制-退火sima法制备金属半固态浆料的方法
CN108866463B (zh) 一种低合金化Al-Mg-Si合金的热处理工艺

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
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 97, Qianming Road, Qingshan Community, Deshan Street, Changde Economic and Technological Development Zone, Changde City, Hunan Province, 415001

Patentee after: Hunan Xiangtou Jintian Titanium Technology Co., Ltd.

Address before: 415000 97 Qianming Road, Deshan Town, Changde economic and Technological Development Zone, Changde City, Hunan Province

Patentee before: HUNAN GOLDSKY TITANIUM INDUSTRY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address