CN116555607A - 一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 - Google Patents
一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116555607A CN116555607A CN202310674835.4A CN202310674835A CN116555607A CN 116555607 A CN116555607 A CN 116555607A CN 202310674835 A CN202310674835 A CN 202310674835A CN 116555607 A CN116555607 A CN 116555607A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forging
- titanium alloy
- alloy
- less
- titanium
- 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.)
- Pending
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 199
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 373
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 88
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- GNKXRMZGUNTBMD-UHFFFAOYSA-N [4-[(2-methylsulfanylpyrimidin-4-yl)amino]phenyl]arsonic acid Chemical compound CSC1=NC=CC(NC=2C=CC(=CC=2)[As](O)(O)=O)=N1 GNKXRMZGUNTBMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 56
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 29
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 26
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 15
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 10
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明涉及一种TA15钛合金大规格棒材制备方法，包括以下步骤：铸锭熔炼，原料采用0～2级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；将中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ380mm～Φ950mm的钛合金铸锭；然后加热至Tβ‑60℃～Tβ‑30℃利用快锻机或水压机镦粗、拔长；再加热至Tβ+60℃～Tβ+30℃利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长；最后将坯料加热至Tβ‑60℃～Tβ‑30℃利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长至所需尺寸。本发明操作方便、工艺可控性较强，制备的TA15钛合金大规格棒材批次稳定性较好。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金加工技术领域，具体涉及一种TA15钛合金大规格棒材制备方法。
背景技术
TA15钛合金的名义成分为Ti-6.5A1-2Zr-1Mo-1V，是一种近α型钛合金。其主要的强化机制是通过α稳定元素Al的固溶强化，加入中性元素Zr以及β稳定元素Mo、V强化基体并改善工艺性能。该合金为通用类合金，具有中等室温、高温强度和良好的焊接性能和工艺塑性，可制成板材、棒材、锻件及型材等多种规格品种，被广泛用于制造高性能飞机的重要构件。
TA15钛合金构件的质量优劣、性能高低、性能稳定性和一致性主要与棒材的高低倍组织、组织均匀性以及织构相关，而大规格棒材的组织和织构主要由制备工艺决定。现有技术“一种钛合金棒材的制备方法(CN102230097A)”、“发动机用耐高温钛合金大规格棒材的锻造方法(CN106734796B)”、“一种高温钛合金棒材制备方法(CN109234554B)”以及“一种高温、高热稳定性、高蠕变抗力钛合金棒材制备方法(CN109371268B)”，大规格棒材的制备方法都是从β单相区开始的降温锻造，铸锭首先在β相区的较高温度开坯锻造，逐步过渡到β相区的较低温度锻造，最后降低温度进入α+β两相区进行多火次锻造，获得大规格钛合金棒材。
上述提到的大规格棒材制备的授权发明专利，都是为了获得强韧性匹配较好的大规格钛合金棒材。但随着棒材的直径或重量增加，热加工变形过程中不同位置的应变场和温度场差异增大，导致棒材的组织均匀性和性能稳定性难以保证，高质量钛合金大规格棒材的制备难度显著增加。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术的不足，提出一种TA15钛合金大规格棒材制备方法，操作方便、工艺可控性较强，制备的TA15钛合金大规格棒材批次稳定性较好，经退火热处理后，室温强韧性匹配较好，高温强度和持久性能较佳。
为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种TA15钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，铸锭熔炼，原料采用0～2级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ380mm～Φ950mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为合金元素Al：5％-7％，合金元素V：1％-3％，纯金属Zr：1％-3％；
S2，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S1中所述TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃～Tβ+200℃均匀化处理，采用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造1～3火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；其中，Tβ为α+β/β相转变温度，α和β为两个相；
S3，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S2中所述TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃～Tβ+100℃，利用快锻机或水压机锻造2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+30℃～Tβ+60℃，利用快锻机或水压机锻造1～2火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造3～4火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机拔长至所需尺寸，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，退火处理：将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，然后进行力学性能测试。
优选的，S8中，所述退火热处理为：700℃～850℃保温1h～4h后空冷。
优选的，S8中，所述TA15钛合金棒材的尺寸为Φ200mm～Φ600mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1.本发明制备方法操作方便、可控性较强，本发明β相区锻造可以破碎铸锭的粗大铸态组织，避免了这种组织由于低温变形均匀性差以及开裂倾向明显而带来的技术风险。
2.本发明β相区多火次锻造最大限度避免合金发生不均匀变形及锻造开裂，达到细化原始β晶粒的目的。
3.本发明的TA15钛合金在α+β两相区变形后，提升锻造温度至β相区锻造，可以进一步破碎原始β晶粒、细化组织。
4.本发明的TA15钛合金需要在α+β两相区充分变形，为了获得均匀的显微组织，同时降低棒材相的织构强度。
5.采用本发明方法制备的TA15钛合金大规格棒材的低倍组织为模糊晶、高倍组织为等轴或双态组织，该类组织棒材的室温和高温强度较高、蠕变性能较好、超声波探伤水平较高。
附图说明
图1是本发明TA15钛合金棒材Φ400mm的低倍组织图；
图2是本发明TA15钛合金棒材Φ400mm的显微组织图；
具体实施方式
实施例1
一种TA15钛合金大规格棒材制备方法，包括以下步骤：
S1，铸锭熔炼，原料采用0～2级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ380mm～Φ950mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为合金元素Al：5％-7％，合金元素V：1％-3％，纯金属Zr：1％-3％；
S2，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S1中所述TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃～Tβ+200℃均匀化处理，采用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造1～3火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；其中，Tβ为α+β/β相转变温度，α和β为两个相；
S3，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S2中所述TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃～Tβ+100℃，利用快锻机或水压机锻造2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+30℃～Tβ+60℃，利用快锻机或水压机锻造1～2火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造3～4火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机拔长至所需尺寸，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，退火处理：将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，然后进行力学性能测试。
S8中，所述退火热处理为：700℃～850℃保温1h～4h后空冷。
S8中，所述TA15钛合金棒材的尺寸为Φ200mm～Φ600mm。
实施例2
S1，铸锭熔炼，原料采用0级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ710mm的TA15钛合金铸锭；TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.5％，V：1.8％，Zr：2.1％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+200℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造2火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+70℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+40℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-60℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ400mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：750℃保温4h后空冷。
实施例3
S1，铸锭熔炼，原料采用0级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ620mm的TA15钛合金铸锭；TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.5％，V：1.8％，Zr：2.1％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+40℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-40℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-40℃，利用水压机拔长为Φ300mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：850℃保温1h后空冷。
实施例4
S1，铸锭熔炼，原料采用0级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ380mm的TA15钛合金铸锭；TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.5％，V：1.8％，Zr：2.1％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造1火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+100℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长1火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ200mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：850℃保温3h后空冷。
实施例5
S1，铸锭熔炼，原料采用1级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ950mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.4％，V：2.0％，Zr：1.8％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+200℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造2火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+100℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+40℃，利用水压机反复镦粗、拔长1火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ600mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：820℃保温2h后空冷。
实施例6
S1，铸锭熔炼，原料采用1级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ800mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.4％，V：2.0％，Zr：1.8％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+200℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造2火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+80℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长2火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ500mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：780℃保温4h后空冷。
实施例7
S1，铸锭熔炼，原料采用1级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ680mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.4％，V：2.0％，Zr：1.8％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造2火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+40℃，利用水压机反复镦粗、拔长1火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-60℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-40℃，利用水压机拔长为Φ400mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：800℃保温3h后空冷。
实施例8
S1，铸锭熔炼，原料采用1级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ620mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.4％，V：2.0％，Zr：1.8％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-50℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+50℃，利用水压机反复镦粗、拔长2火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ300mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：850℃保温2h后空冷。
实施例9
S1，铸锭熔炼，原料采用1级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ460mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为Al：6.4％，V：2.0％，Zr：1.8％；
S2，采用电阻炉，将S1中TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃均匀化处理，采用水压机反复镦粗、拔长锻造2火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；
S3，采用电阻炉，将S2中TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+100℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-40℃，利用水压机反复镦粗、拔长3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+30℃，利用水压机反复镦粗、拔长1火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-30℃，利用水压机反复镦粗、拔长锻造3火次，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-30℃，利用水压机拔长为Φ250mm棒材，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，退火热处理为：700℃保温1h后空冷。
实施例2-实施例9中TA15钛合金棒材室温拉伸性能表：
实施例2-实施例9中TA15钛合金棒材500℃拉伸性能表；
实施例2-实施例9中TA15钛合金棒材500℃持久性能表：
| 实施例 | 温度，℃ | σ，MPa | 持久断裂时间，h |
| 1 | 500 | 470 | 101 |
| 2 | 500 | 470 | 98 |
| 3 | 500 | 470 | 110 |
| 4 | 500 | 470 | 95 |
| 5 | 500 | 470 | 105 |
| 6 | 500 | 470 | 107 |
| 7 | 500 | 470 | 199 |
| 8 | 500 | 470 | 112 |
Claims (3)
1.一种TA15钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，铸锭熔炼，原料采用0～2级海绵钛，合金元素V以中间合金形式加入；合金元素Al以中间合金形式加入，Zr以纯金属形式加入，其余部分为Al，以纯金属形式加入；
将以上中间合金、合金元素与海绵钛制成合金包，或将以上中间合金、合金元素与海绵钛经混料机混合均匀，然后依次进行电极压制、电极焊接和三次真空自耗电弧炉熔炼，得到Φ380mm～Φ950mm的TA15钛合金铸锭；所述TA15钛合金铸锭各成分的重量百分比为合金元素Al：5％-7％，合金元素V：1％-3％，纯金属Zr：1％-3％；
S2，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S1中所述TA15钛合金铸锭加热至Tβ+150℃～Tβ+200℃均匀化处理，采用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造1～3火次，锻坯每火次锻比不小于2，终锻温度不低于900℃，得到TA15钛合金锻坯A；其中，Tβ为α+β/β相转变温度，α和β为两个相；
S3，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S2中所述TA15钛合金锻坯A加热至Tβ+50℃～Tβ+100℃，利用快锻机或水压机锻造2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯B；
S4，采用电阻炉，将S3中所述TA15钛合金锻坯B加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长2～3火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于8，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯C；
S5，采用电阻炉或氧化性气氛的燃气炉，将S4中所述TA15钛合金锻坯C加热至Tβ+30℃～Tβ+60℃，利用快锻机或水压机锻造1～2火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，终锻温度不低于850℃，得到TA15钛合金锻坯D；
S6，采用电阻炉，将S5中所述TA15钛合金锻坯D加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机反复镦粗、拔长锻造3～4火次，锻坯每火次锻比不小于2.6，总锻比不小于10，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金锻坯E；
S7，采用电阻炉，将S6中所述TA15钛合金锻坯E加热至Tβ-60℃～Tβ-30℃，利用快锻机或水压机拔长至所需尺寸，总锻比不小于3，终锻温度不低于800℃，得到TA15钛合金棒材；
S8，退火处理：将S7中所述TA15钛合金棒材进行退火热处理，然后进行力学性能测试。
2.根据权利要求1所述的TA15钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，S8中，所述退火热处理为：700℃～850℃保温1h～4h后空冷。
3.根据权利要求1所述的TA15钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，S8中，所述TA15钛合金棒材的尺寸为Φ200mm～Φ600mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310674835.4A CN116555607A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310674835.4A CN116555607A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116555607A true CN116555607A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=87501953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310674835.4A Pending CN116555607A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116555607A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116770116A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-09-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种弱织构ta18钛合金棒材及其制备方法 |
| CN117025994A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-10 | 湖南湘投金天钛业科技股份有限公司 | 提高钛合金动态性能的微合金化方法、材料及应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107824731A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-23 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种Ti55钛合金大规格棒材锻造方法 |
| CN111922265A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-13 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种超大规格Ti75钛合金饼坯的锻造方法 |
-
2023
- 2023-06-08 CN CN202310674835.4A patent/CN116555607A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107824731A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-23 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种Ti55钛合金大规格棒材锻造方法 |
| CN111922265A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-13 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种超大规格Ti75钛合金饼坯的锻造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117025994A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-10 | 湖南湘投金天钛业科技股份有限公司 | 提高钛合金动态性能的微合金化方法、材料及应用 |
| CN116770116A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-09-19 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种弱织构ta18钛合金棒材及其制备方法 |
| CN116770116B (zh) * | 2023-08-17 | 2023-12-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种弱织构ta18钛合金棒材及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109234554B (zh) | 一种高温钛合金棒材的制备方法 | |
| CN102230097B (zh) | 一种钛合金棒材的制备方法 | |
| CN109252061B (zh) | 一种高温、高热稳定性、高断裂韧性钛合金棒材的制备方法 | |
| CN109371268B (zh) | 一种高温、高热稳定性、高蠕变抗力钛合金棒材的制备方法 | |
| CN106319236B (zh) | 一种Ti2AlNb合金材料的制备方法 | |
| CN116555607A (zh) | 一种ta15钛合金大规格棒材制备方法 | |
| CN111411285A (zh) | 一种Al和Ti微合金化高强韧中熵合金及其制备方法 | |
| CN116000134B (zh) | Gh4738合金冷拔棒材及其制备方法和应用 | |
| CN108456806B (zh) | 一种高硅高塑性β型钛合金及其制备方法 | |
| CN104726746A (zh) | 一种高强亚稳定β型钛合金棒材及其制备方法 | |
| CN113862512B (zh) | 一种新型双态组织高强韧高温钛合金的加工制造方法 | |
| CN111304493B (zh) | 一种超强高塑钛合金及其制备方法 | |
| CN111394637A (zh) | 一种Ti2AlNb合金及其棒材的制备方法 | |
| CN110373620A (zh) | 一种改善高γ′相体积分数镍基沉淀强化型高温合金热加工性能的方法 | |
| CN114657417B (zh) | 一种适合冷变形加工的高强塑性钛合金及其制备方法 | |
| CN106756683B (zh) | 一种gh4169合金的变形前加热方法 | |
| CN115446233A (zh) | 一种高断裂韧性、低各向异性Ti2AlNb大尺寸环件的制造方法 | |
| CN117904491A (zh) | 一种高强塑β钛合金带材及全流程制备方法 | |
| CN116460235A (zh) | 一种制备异构等轴组织钛合金锻件的高温-深冷复合锻造方法 | |
| CN114790524B (zh) | 一种高断裂韧性Ti2AlNb基合金锻件的制备工艺 | |
| CN114393160B (zh) | 铝合金挤压材制备方法 | |
| CN114807678A (zh) | 一种高强、高韧、可焊接高温钛合金及其制备方法 | |
| CN114934162B (zh) | 一种高合金马氏体不锈钢的热变形方法及不锈钢 | |
| CN116970841A (zh) | 航空用TC4合金及其Ф350~450mm大规格棒材及其制备方法 | |
| CN115011768A (zh) | 一种可消除高温合金中温脆性的强韧化热处理工艺 |
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 |