一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113145778A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110458703.9(22)申请日2021.04.27(71)申请人西北有色金属研究院地址710016陕西省西安市未央区未央路96号(72)发明人周伟辛社伟张思远贾蔚菊毛成亮李倩李思兰(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213代理人马小燕(51)Int.Cl.B21J5/00(2006.01)B21J1/06(2006.01)C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法(57)摘要本发明公开了一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法，该方法将β钛合金铸锭经高温加热保温后进行径向锻造，然后回炉进行均匀化处理，再空冷至室温；所述径向锻造过程中，将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置，然后反复对向压扁变形，且压扁变形量为30％～40％。本发明通过径向锻造过程将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置并反复对向压扁变形，结合均匀化处理，使得铸态柱状晶组织破碎后经静态再结晶长大，避免组织缺陷，提高了β钛合金组织均匀性，满足了飞机制造对钛合金大型锻件或零件的需要。CN113145778ACN113145778A权利要求书1/1页1.一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法，其特征在于，该方法将β钛合金铸锭经高温加热保温后进行径向锻造，得到β钛合金锻坯，然后回炉进行均匀化处理，再空冷至室温；所述径向锻造过程中，将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置，然后反复对向压扁变形，且压扁变形量为30％～40％。2.根据权利要求1所述的一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法，其特征在于，所述高温加热保温的温度T＝1100℃～1180℃，保温时间t＝0.7D～0.8D，其中，D为β钛合金铸锭的直径，单位为mm，t的单位为min。3.根据权利要求1所述的一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法，其特征在于，所述均匀化处理的温度T0＝1000℃～1100℃，保温时间t0＝0.8D～D，其中，D为β钛合金锻坯的等效直径，单位为mm，t0的单位为min。2CN113145778A说明书1/3页一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法技术领域[0001]本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法。背景技术[0002]钛合金因其比强度高、耐腐蚀、耐高温等优点广泛用于航空、航天等领域。大多数钛合金部件是通过海绵钛和合金元素制备钛合金熔炼成铸锭，经锻造改善组织性能加工而成的。[0003]目前，传统的钛合金铸锭熔炼方法为真空自耗电弧熔炼技术。尽管真空自耗电弧熔炼方法已经是成熟的熔炼技术，但由于熔炼过程中电弧熔化温度低，液态熔池的维持时间较短，铸锭宏观组织分布从外到内分别为细晶、柱状晶、等轴晶。柱状晶晶粒沿铸锭横截面由内向外沿同一方向伸长，组织粗大且平直，并且存在明显的取向性。这种原始铸态中粗大、不均匀组织往往得不到充分、有效改善造成成品锻件低倍组织容易产生晶粒粗大且不均匀、高倍组织中分布有大块或条状α相等缺陷。如果没有合理的铸锭开坯锻造工艺，这些组织缺陷最后将遗传到锻件中，而且这种缺陷通过后续锻造及热处理也无法消除，最终将给锻件的组织和性能带来不利影响，为锻件的使用埋下质量隐患。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法。该方法将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置并反复对向压扁变形进行径向锻造，结合均匀化处理，使得铸态柱状晶组织破碎后经静态再结晶长大，避免了组织缺陷，提高了β钛合金组织均匀性。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法，其特征在于，该方法将β钛合金铸锭经高温加热保温后进行径向锻造，得到β钛合金锻坯，然后回炉进行均匀化处理，再空冷至室温；所述径向锻造过程中，将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置，然后反复对向压扁变形，且压扁变形量为30％～40％。[0006]本发明将β钛合金铸锭经高温加热保温后，沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置，然后反复对向压扁变形，且压扁变形量为30％～40％，该反复对向压扁变形的过程中，使得β钛合金铸锭径向锻造时主要变形的区域在铸锭边缘的细晶和柱状晶区，经过变形使得原来平直的柱状晶在外力作用下发生剪切变形失稳，进而发生界面分离现象导致球化，同时该锻造方式的轴向伸长量小，横向展宽量相对较大，不仅有效地破碎了铸态柱状晶组织，避免了晶粒粗大且不均匀、分布有大块或条状α相等缺陷，且不会给后续锻