Ti-1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747689A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211504382.2B21J5/08(2006.01)(22)申请日2022.11.29B21J5/06(2006.01)(71)申请人湖南湘投金天钛业科技股份有限公司地址415000湖南省常德市常德经济技术开发区德山街道青山社区乾明路97号(72)发明人詹孝冬李超樊凯邹金佃黄德超朱鸿昌(74)专利代理机构常德市源友专利代理事务所(特殊普通合伙)43208专利代理师江妹(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)B21J1/04(2006.01)B21J1/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称Ti-1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法(57)摘要本发明涉及钛合金锻造技术领域，公开了一种Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，通过开坯锻造、β晶粒循环再结晶细化与均匀化、初生α相球化与均匀化、成品锻造这些步骤来实现的。本申请充分利用两相区预变形+热料回炉单相区静态再结晶的方式解决Ti‑1350钛合金β晶粒均匀化问题，同时结合再结晶晶粒尺寸/均匀性与两相区预变形量、坯料截面尺寸、再结晶温度、再结晶保温时间的关系，通过设计梯度循环再结晶工艺，并结合不同温度条件下合金再结晶形核长大规律，设计不同的再结晶保温时间，可将β晶粒细化至小于1mm，且因β晶粒细化过程中未进行锻造变形，避免了因锻造的不均匀性导致的变形流线和β晶粒尺寸的不均匀性。CN115747689ACN115747689A权利要求书1/1页1.Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，其特征于，具体通过如下步骤来实现：步骤1）、开坯锻造：将Φ650~Φ800mm的Ti‑1350钛合金铸锭加热至β转变温度以上300~400℃，出炉后进行滚圆整形，滚圆压下量控制在30~50mm，随后进行2镦2拔变形，其中镦粗变形量控制在35~45%；步骤2）、β晶粒循环再结晶细化与均匀化：步骤2.1：将步骤1）完成的锻坯在β转变温度以下30~50℃进行1镦1拔变形，镦粗变形量控制在35~40%，将坯料锻至扁方，扁方最小截面尺寸h不超过500mm，锻造完成后热料回炉至β转变温度以上150180℃进行保温，再结晶保温时间按t=k·h进行计算，其中k为再结晶~11保温系数，k值控制在0.40.8min/mm之间，h为坯料最小截面尺寸，保温结束后立刻出炉1~并空冷至室温；步骤2.2：将步骤2.1完成的锻坯在β转变温度以下30~50℃进行1镦1拔变形，镦粗变形量控制在30~35%，将坯料锻至四方，锻造完成后热料回炉至β转变温度以上70~100℃进行保温，再结晶保温时间按t=k·h进行计算，其中k为再结晶保温系数，k值控制在0.5222~0.9min/mm之间，保温结束后立刻出炉并空冷至室温；步骤2.3：将步骤2.2完成的锻坯在β转变温度以下30~50℃进行1镦1拔变形，镦粗变形量控制在25~30%，将坯料锻至八方，锻造完成后热料回炉至β转变温度以上30~50℃进行保温，再结晶保温时间按t=k·h进行计算，其中k为再结晶保温系数，k值控制在0.6333~1.0min/mm之间，保温结束后立刻出炉并空冷至室温；步骤3）、初生α相球化与均匀化：步骤3.1：将步骤2）完成的锻坯在β转变温度以下30~50℃进行6~8火次1镦1拔变形，镦粗变形量控制在30~40%；步骤3.2：将步骤3.1完成的锻坯在β转变温度以下30~50℃进行1~3火次拔长变形，拔长变形量控制在25~35%；步骤4）、成品锻造：将步骤3）完成的坯料在β转变温度以下30~50℃进行1火次滚圆整形锻造，整形变形量控制在15~20%之间，将坯料锻至合适的规格尺寸。2.根据权利要求1所述的Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，其特征于，上述步骤1）坯料装炉时，加热保温系数为0.5~0.7min/mm，步骤3）、4）中坯料装炉时，加热保温系数为0.6~0.8min/mm。3.根据权利要求1所述的Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，其特征于，上述步骤1）、步骤3）、步骤4）中坯料每火次加热时都采用一段式加热方式，到温装炉，锻造完成后进行空冷处理。4.根据权利要求1所述的Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，其特征于，步骤1）中镦粗锻造速率控制在20~25mm/s，拔长锻造速率控制在25~30mm/s；步骤2）、步骤3）、步骤4）中镦粗锻造速率控制在小3~8mm/s，拔长锻造速率控制在20~25mm/s。5.根据权利要求1所述的Ti‑1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法，其特征于，步骤3.1中每