【技术实现步骤摘要】
本专利技术高温钛合金，特别涉及一种高温钛合金锻件及其制备方法。
技术介绍
1、随着航空发动机对高温钛合金盘类锻件要求不断上升，简单形状的饼坯形状不足以满足要求，复杂变截面锻件、整体叶盘类锻件、放弃焊接结构的大厚截面锻件成为主流。锻件在制备过程极易出现变截面变形速率、变形量分布不均匀，传统制备工艺会导致锻件织构强度高，而高织构强度强烈的损害锻件的疲劳性能尤其是保载疲劳性能，影响锻件的使用服役性能，限制高温钛合金在航空发动机上的使用。因此亟需研发一种高温钛合金低织构强度、均匀织构的盘锻件制备方法，降低高温钛合金盘锻件织构，解决高温钛合金盘锻件由于保载疲劳失效的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种高温钛合金锻件及其制备方法，用于解决现有高温钛合金织锻件织构密度大、均匀性差、织构强度高、保载疲劳性能差的问题之一。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种高温钛合金锻件的制备方法，制备方法包括以下步骤：
4、步骤1、在高温钛合金棒料上切取热压缩试样进行热压缩试验，获取热加工图，在热加工图中确定n个避开变形失稳区的区域，将这些区域定义为工艺窗口；不同的工艺窗口温度不同，根据温度由高到低的顺序将工艺窗口依次定义为第一工艺窗口、第二工艺窗口、第三工艺窗口至第n工艺窗口；
5、步骤2、将高温钛合金棒料进行下料；
6、步骤3、选取第二工艺窗口的温度作为模锻的加热保温温度进行模锻得到
7、步骤4、将锻坯进行固溶+时效热处理，得到高温钛合金锻件。
8、进一步的，高温钛合金的材料为ta29、ta33或ta37。
9、进一步的，步骤3中，模锻包括如下步骤：
10、s301、将高温钛合金坯料加热至第二工艺窗口的温度t后保温；
11、s302、将模具加热至t～t-20℃，将保温后的高温钛合金坯料进行锻造，锻后空冷至室温。
12、进一步的，s301中，坯料加热时，控制在20～40min内达到设置温度。
13、进一步的，s301中，保温时间t与坯料的最小厚度h符合如下关系：t＝(0.6～0.8)h，其中t的单位为min，h的单位为mm。
14、进一步的，s302中，锻造中，控制变形量为50％～65％。
15、进一步的，步骤4中，固溶处理的步骤为：1015～1030℃保温2～4h，油冷。
16、进一步的，步骤4中，时效处理的步骤为：695～705℃保温2～4h，空冷。
17、本专利技术还提供了一种高温钛合金锻件，采用上述制备方法制备得到。
18、进一步的，高温钛合金锻件的组织为α相+β相双态组织，其中球形α相的体积百分比为15％～25％。
19、与现有技术相比，本专利技术能实现以下有益效果之一：
20、a)本专利技术的高温钛合金锻件的制备方法中采用较低温度的工艺窗口作为材料变形的温度，两相区的低温区等轴初生α相(即球形α相)比例多，在适量的变形后仍能保持取向随机，甚至在大型复杂变截面锻件制备过程中，各部位变形量存在较大差异(20％～70％)的情况下仍能协调变形，形成低织构强度的锻件，进而提高保载疲劳性能。
21、b)本专利技术的制备方法中控制模具温度与加热后的高温钛合金坯料的温度接近，配合低应变速率可有效降低变形抗力且可以提升组织均匀性。
22、c)本专利技术的高温钛合金锻件的组织为α相+β相双态组织。其中，球形α相的体积百分比为15％～25％。球形α相的晶粒细小均匀，球形α相的平均等效圆直径为10～22μm。高温钛合金锻件的织构密度(即最高极密度)均保持很低的水平，例如，不同位置的织构密度在1.7～6.5。不同位置的织构密度差异不大，例如不同位置的织构密度差在4以内，织构强度低，保载疲劳性能好。
23、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。
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1.一种高温钛合金锻件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温钛合金的材料为TA29、TA33或TA37。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，模锻包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S301中，坯料加热时，控制在20～40min内达到设置温度。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S301中，保温时间t与坯料的最小厚度h符合如下关系：t＝(0.6～0.8)h，其中t的单位为min，h的单位为mm。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S302中，锻造中，控制变形量为50％～65％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，固溶处理的步骤为：1015～1030℃保温2～4h，油冷。
8.根据权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，时效处理的步骤为：695～705℃保温2～4h，空冷。
9.一种高温钛
10.根据权利要求9所述的高温钛合金锻件，其特征在于，所述高温钛合金锻件的组织为α相+β相双态组织，其中球形α相的体积百分比为15％～25％。
...【技术特征摘要】
1.一种高温钛合金锻件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温钛合金的材料为ta29、ta33或ta37。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，模锻包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述s301中，坯料加热时，控制在20～40min内达到设置温度。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述s301中，保温时间t与坯料的最小厚度h符合如下关系：t＝(0.6～0.8)h，其中t的单位为min，h的单位为mm。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，邓雨亭，谭启明，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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