CN116516273A - 一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺 - Google Patents
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Abstract
提供一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，属于钛合金热处理加工领域。具体工艺步骤为：步骤一：锻造成形后的Ti6242合金叶片在α/β相变点Tβ以下80℃～10℃进行第一重热处理，热透后保温1h～4h后空冷；步骤二：在550℃～650℃进行第二重热处理，热透后保温6h～40h后空冷；步骤三：在490℃～510℃进行第三重热处理，热透后保温50h～200h后空冷。本发明中Ti6242合金叶片经多重退火处理后，最大限度的降低了叶片内应力，且在叶片表面形成梯度式渗氧层，使构件疲劳性能得到大幅度提高。
Description
技术领域
本发明属于钛合金热处理加工领域，具体涉及到一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺。
背景技术
Ti6242合金为近α钛合金，其名义成分为Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo，其最高使用温度为540℃。合金元素Mo能提高室温和高温抗拉强度，增强稳定性；
A1、Sn和Zr的综合作用下，可保持长时间持久和蠕变的高温强度。与其他钛合金相比，该合金最大优点就是耐高温性能好，该合金不仅很好的把强度、蠕变强度、韧性和热稳定性结合起来，同时焊接性能也很好。目前Ti6242合金主要被应用于制造航空发动机用叶片等关键部件。由于Ti6242合金叶片在热加工过程中往往需经历复杂变形，造成叶片内部应力较高，且分布不均匀。而叶片在实际服役环境中，通常处于较高温度、循环载荷、意外冲击等复杂的工况服役环境。因此，此类构件即使是在严格的制备工艺和质量控制要求并结合各工序步骤进行的全面检验评估下，仍有一些钛合金构件异常失效事件发生。因而针对Ti6242合金叶片的退火工艺提出改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，该工艺实施简单，可消除Ti6242合金叶片内应力，并且使疲劳性能大幅提升。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，具体工艺步骤为：
步骤一：锻造成形后的Ti6242合金叶片放入热处理炉中在α/β相变点Tβ以下80℃～10℃进行第一重热处理，热透后保温1h～4h后空冷；
步骤二：在550℃～650℃进行第二重热处理，热透后保温6～40h后空冷；
步骤三：在490℃～510℃进行第三重热处理，热透后保温50h～200h后空冷。
所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其优选方案为，上述步骤一、步骤二中，所述热处理在氩气的保护环境下进行。
所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其优选方案为，上述步骤三中，所述热处理在1～3倍标准大气压的氧气氛或氧气浓度与之等效的混合气氛中进行。
所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其优选方案为，所述Ti6242合金叶片在经退火处理后，进行打磨抛光处理，去除氧化层的氧化层并保留渗透氧层。
本发明与现有技术相比具有的优点和有益效果：
1、本方案中的该工艺简单易操作，可重复性强，成本低，效果显著；
2、本方案中Ti6242合金叶片经多重退火处理后，最大限度的降低了叶片内应力，且在叶片表面形成梯度式渗氧层，使构件疲劳性能得到大幅度提高。
附图说明
图1为本发明实施例1中Ti6242合金叶片近表面显微组织照片；
图2为本发明实施例1中Ti6242合金叶片内部显微组织照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
请参阅图1-2所示，本实施例中所用原材料是合金成分(wt％)为Ti-6.10Al-2.0Sn-4.0Zr-2.15Mo的Ti6242合金。Ti6242合金叶片经复杂变形后，在热处理炉中，分别经Tβ相变点以下15℃保温2h后取出空冷，600℃保温8h后空冷，以及1.5倍标准大气压的氧气氛中500℃保温80h后空冷的三重热处理，其组织为双态组织，初生α相的体积分数～10％，合金显微组织如图2所示。热处理后对叶片表面进行打磨抛光，采用SiO2抛光液，将试样表面氧化层完全去除，表面厚度去除50μm以上，经加工后的表面光洁度为R＝0.1。表1为实施例1中Ti6242合金叶片的疲劳极限，可以看出经本发明多重退火处理后Ti6242合金叶片具有优异的室温及高温疲劳性能。
表1实施例1中Ti6242合金叶片疲劳性能
综上，本发明中Ti6242合金叶片经多重退火处理后，最大限度的降低了叶片内应力，且在叶片表面形成梯度式渗氧层，使构件疲劳性能得到大幅度提高，该工艺简单易操作，可重复性强，成本低，效果显著；
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其特征在于：具体工艺步骤为：
步骤一：锻造成形后的Ti6242合金叶片放入热处理炉中在α/β相变点Tβ以下80℃～10℃进行第一重热处理，热透后保温1h～4h后空冷；
步骤二：在550℃～650℃进行第二重热处理，热透后保温6h～40h后空冷；
步骤三：在490℃～510℃进行第三重热处理，热透后保温50h～200h后空冷。
2.根据权利要求1所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其特征在于：上述步骤一、步骤二中，所述热处理是在氩气的保护环境下进行。
3.根据权利要求1所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其特征在于：上述步骤三中，所述热处理是在1～3倍标准大气压的氧气氛或氧气浓度与之等效的混合气氛中进行。
4.根据权利要求1所述的一种适用于Ti6242合金叶片的多重退火处理工艺，其特征在于：所述Ti6242合金叶片在经退火处理后，进行打磨抛光处理，去除氧化层的氧化层并保留渗透氧层。
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