一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法.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CN107604281A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710842702.8(22)申请日2017.09.18(71)申请人南昌航空大学地址330063江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人徐勇董显娟(74)专利代理机构南昌洪达专利事务所36111代理人刘凌峰(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法(57)摘要本发明公开了一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法；以TC4钛合金板材为原材料，通过线切割方法加工成长宽厚尺寸为35×30×25mm试样；采用机械打磨方式，将试样表面的线切割痕打磨平整；将试样放入箱式电阻炉中加热至设定温度并保温；加热后的试样在平辊轧机上进行宽向和厚向两个方向的多道次轧制，交换试样的宽向和厚向，试样长度方向不变；每道次轧制完毕，试样回炉加热到设定温度并保温后，再进行下一道次轧制；经过多道次轧制至厚度约为3mm的板材。本发明的优点是：板材制备方法简单，无需再普通平辊轧机上即可加工。基于以上特点，本方法可方便地用于超塑性钛合金板材的制备，有效降低钛合金超塑性成形温度。CN107604281ACN107604281A权利要求书1/1页1.一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法；其特征在于方法步骤如下：（1）以厚度为25mm的商业TC4钛合金板材为原材料，通过线切割方法加工成长宽厚尺寸为35×30×25mm试样；（2）采用机械打磨方式，将试样表面的线切割痕打磨平整；（3）将试样放入箱式电阻炉中加热至设定温度并保温5-10min；（4）加热后的试样在平辊轧机上进行宽向和厚向两个方向的多道次轧制，即每轧制一道次后将试样旋转90°，交换试样的宽向和厚向，试样长度方向不变；每道次轧制完毕，试样回炉加热到设定温度并保温后，再进行下一道次轧制；经过多道次轧制至尺寸约为L×16×16mm的长棒状坯料；（5）在单一方向将长棒状坯料轧制成厚度3mm的板材，轧制工艺同上，最后道次完成后，将板材在冷水中快速冷却；（6）在700℃/0.001s-1、800℃/0.001s-1和800℃/0.01s-1条件下，采用恒应变速率加载方式，测试其超塑性性能，试样标距段长度为5mm。2.根据权利要求1所述的一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法；其特征在于：试样加热温度较低，为700℃～750℃；多道次轧制设备为普通的平辊轧机，容易实现工业化的应用；采用低温多道次轧制制备的TC4钛合金板材低温、高应变速率条件下的超塑性显著提高。2CN107604281A说明书1/2页一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法技术领域[0001]本发明涉及一种改善钛合金板材低温超塑性性能的制备方法，具体为一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法。背景技术[0002]钛合金超塑性成形技术因其显著降低热变形抗力大、能够成形常规工艺难以成形复杂构件，成为航空航天领域钛合金近净成形、精密热成形领域的关键技术，受到国内外材料加工科学工作者的关注。然而，钛合金超塑性成形温度一般在900～930℃之间[韩坤等，稀有金属，2011，35(4):475-480]，长时间的高温环境导致工模具失效严重、生产能耗过高。[0003]研究发现，通过剧烈塑性变形细化钛合金晶粒尺寸可以降低钛合金超塑性成形温度、提高超塑性成形速度。研究者先后提出了等径角挤压（ECAP）、累积叠轧（ARB）、高压扭转（HPT）、多向锻造（MF）等技术。但由于成形效率不高、不能制备大型块体材料、变形不均匀或变形难以控制等原因，上述方法的应用受到了一定的限制。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种在现有工业领域大量装备的平辊轧机上通过细化晶粒、改变微观组织形貌等机制共同作用下改善钛合金板材低温超塑性的制备方法。[0005]本发明采取如下手段：一种提高TC4钛合金板材低温超塑性的方法；其特征在于方法步骤如下：（1）以厚度为25mm的商业TC4钛合金板材为原材料，通过线切割方法加工成长宽厚尺寸为35×30×25mm试样；（2）采用机械打磨方式，将试样表面的线切割痕打磨平整；（3）将试样放入箱式电阻炉中加热至设定温度并保温5-10min；（4）加热后的试样在平辊轧机上进行宽向和厚向两个方向的多道次轧制，即每轧制一道次后将试样旋转90°，交换试样的宽向和厚向，试样长度方向不变；每道次轧制完毕，试样回炉加热到设定温度并保温后，再进行下一道次轧制；经过多道次轧制至尺寸约为L×16×16mm的长棒状坯料；（5）在单一方向将长棒状坯料轧制成厚度3mm的板材，轧制工艺同上，最后道次完成后，将板材在冷水中快速冷却；（6）在700