一种TC4-DT钛合金大规格锻坯的锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种TC4

【技术实现步骤摘要】
一种TC4
‑
DT钛合金大规格锻坯的锻造方法


[0001]本专利技术属于钛合金加工
，具体涉及一种TC4
‑
DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，特别适用于制备厚度在90mm～250mm，宽度在500mm～2000mm，长度在2000mm～5000mm且组织性能均匀一致的TC4
‑
DT钛合金锻坯。

技术介绍

[0002]TC4
‑
DT钛合金是我国研发的一种具有自主知识产权的损伤容限型钛合金，属于中等强度(860MPa级别)损伤容限型钛合金，由于该合金具有一定的强度水平的同时还拥有较低的裂纹扩展速率 (da/dN)和较高的断裂韧性(KIC)，与其他中等强度合金相比，在强度、塑形水平相当的条件下，该合金还具有优异的电子束焊接性能，适合制造整体化的大型框、梁、接头等关键承力构件，因此可作为重要的结构材料应用于航空、航天领域。
[0003]近年来，随着国内大型锻造设备的建成，前期被迫采用“分段锻造
‑
分段机加
‑
焊接组合”的方法来制造的超大型钛合金主承力框优化为整体锻造整体锻件，使用的原材料由棒材变为大规格锻坯。由于锻坯规格大，所需铸锭规格变大，铸锭的成分均匀性和锻坯的成分、组织、性能均匀性控制难度提高，传统的锻坯锻造方法由于受设备能力和锻造技术的限制，锻坯组织性能均匀性无法满足要求。
[0004]有鉴于此，本专利技术人提出一种TC4
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DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种TC4
‑
DT 钛合金大规格锻坯的锻造方法，采用该方法锻造的TC4
‑
DT钛合金大规格锻坯，整体高低倍组织得到明显改善，空烧组织均匀，锻坯组织性能得到更好的匹配。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0007]一种TC4
‑
DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，所述TC4
‑
DT钛合金大规格锻坯的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的3～4吨级 TC4
‑
DT钛合金铸锭，其特征在于，所述锻造方法包括以下步骤；
[0008]步骤一、开坯锻造：
[0009]对所述TC4
‑
DT钛合金铸锭进行1～2火次开坯锻造，每火次始锻温度均为β相变点以上50℃～150℃，终锻温度均为β相变点以下 20℃～80℃，每火次锻造完成2～3个镦拔，每火次锻比控制在3～8 之间，得到第一锻坯；
[0010]步骤二、中间锻造：
[0011]第一阶段：对步骤一中得到的第一锻坯进行2～4火次的相变点下至相变点上反复镦拔，火次之间采用回炉补温方式，每火次锻比均控制在1.3～5.0之间，得到第二锻坯；
[0012]第二阶段：对得到的第二锻坯进行4～8火次的相变点下反复镦拔，火次之间采用回炉补温方式，每火次锻比均控制在1.2～5.0之间，得到第三锻坯；
[0013]步骤三、成形锻造：
[0014]对步骤二中得到的第三锻坯进行4～8火次的成形锻造，即得到 TC4
‑
DT钛合金锻坯。
[0015]进一步地，所述步骤一至步骤三均采用快锻机进行锻造。
[0016]进一步地，所述步骤二中间锻造时，第一阶段相变点下火次始锻温度均为β相变点以下50℃～100℃，终锻温度均为β相变点以下 100℃～200℃；相变点上火次始锻温度均为β相变点以上30℃～80℃，终锻温度均为β相变点以下50℃～100℃。
[0017]进一步地，所述步骤二中间锻造时，第二阶段每火次始锻温度均为β相变点下50℃～100℃，终锻温度均为β相变点以下100℃～ 200℃。
[0018]进一步地，所述步骤二中第一阶段和第二阶段镦拔时，交替采用 500mm～2000mm不同尺寸截面的工装，对锻坯沿不同方向进行镦拔。
[0019]进一步地，所述步骤三中成形锻造时，每次成形锻造的始锻温度均为β相变点以下50℃～100℃，终锻温度均为β相变点以下100℃～ 200℃，累计锻比控制在5.0～10.0之间。
[0020]进一步地，述步骤三中成形锻造时，采用阶梯变形量的双向拔长变形方式。
[0021]进一步地，所述步骤三中成形锻造时，锻坯最后1火采用压下量小于等于20mm，送进量小于等于200mm的小变形小送进锻造方式。
[0022]进一步地，所述锻造方法可用于生产厚度在90mm～250mm，宽度在500mm～2000mm，长度在2000mm～5000mm规格的TC4
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DT 钛合金锻坯。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、本专利技术首先控制开坯锻造始锻温度和终锻温度，增加β相区锻造变形量，即将每火次的锻比控制在3～8，充分破碎TC4
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DT钛合金开坯物料边缘大尺寸铸态晶粒，减小钛合金开坯物料的晶粒尺寸，改善组织均匀性。
[0025]2、本专利技术采用回炉补温锻造的方式进行多火次再结晶锻造，使物料快速充分再结晶，保证坯料组织均匀细化；同时提高中间坯料锻造温度场的均匀性，缩小整支中间坯料温度差造成坯料边缘和心部的组织差异。
[0026]3、本专利技术镦拔时使用变截面多形式镦拔方式，即交替使用 500mm～2000mm不同尺寸截面工装对物料沿不同方向进行镦拔，使坯料不同部位达到同等变形程度，以保证最终成品锻坯组织性能均匀性。
[0027]4、锻坯在成形锻造过程中，采用阶梯变形量的双向拔长变形方式，随锻坯厚度减小，锻造压下量由80mm～150mm逐步降低至 5mm～30mm，拔长时轴向和径向交替拔长，以保证锻坯达到目标尺寸的同时，其横截面不同位置组织性能均匀一致；且最后1火采用压下量不超过20mm，送进量不超过200mm的小变形小送进锻造方式，提高锻坯的终锻温度，保证成品锻坯的平直度。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术一种TC4
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DT钛合金大规格锻坯的锻造方法流程图；
[0031]图2是本专利技术实施例1锻造的TC4
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DT钛合金大规格锻坯的低倍组织图；
[0032]图3是本专利技术实施例1锻造的TC4
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DT钛合金大规格锻坯的高倍组织图；
[0033]图4是本专利技术实施例2锻造的TC4
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DT钛合金大规格锻坯的低倍组织图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TC4
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DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，所述TC4
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DT钛合金大规格锻坯的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的3～4吨级TC4
‑
DT钛合金铸锭，其特征在于，所述锻造方法包括以下步骤；步骤一、开坯锻造：对所述TC4
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DT钛合金铸锭进行1～2火次开坯锻造，每火次始锻温度均为β相变点以上50℃～150℃，终锻温度均为β相变点以下20℃～80℃，每火次锻造完成2～3个镦拔，每火次锻比控制在3～8之间，得到第一锻坯；步骤二、中间锻造：第一阶段：对步骤一中得到的第一锻坯进行2～4火次的相变点下至相变点上反复镦拔，火次之间采用回炉补温方式，每火次锻比均控制在1.3～5.0之间，得到第二锻坯；第二阶段：对得到的第二锻坯进行4～8火次的相变点下反复镦拔，火次之间采用回炉补温方式，每火次锻比均控制在1.2～5.0之间，得到第三锻坯；步骤三、成形锻造：对步骤二中得到的第三锻坯进行4～8火次的成形锻造，即得到TC4
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DT钛合金锻坯。2.根据权利要求1所述的一种TC4
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DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤一至步骤三均采用快锻机进行锻造。3.根据权利要求1所述的一种TC4
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DT钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二中间锻造时，第一阶段相变点下火次始锻温度均为β相变点以下50℃～100℃，终锻温度均为β相变点以下100℃～200℃；相变点上火次始锻温度均为β相变点以上30℃～80℃，终锻温度均为β相变点以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向宏，王凯旋，田彦文，王文盛，严建川，李少强，杜予晅，冯勇，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：