[发明专利]TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法。

背景技术

TC17合金名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo，是一种高强、高韧和高淬透性的近β型两相钛合金，主要用于航空发动机的发动机风扇、压气机盘件和大截面的锻件等部件。

随着我国航空工业的飞速发展，TC17钛合金用量急剧增加，对产品质量的要求也大幅提高，特别是军用和民用飞机发动机对钛合金零件的标准要求越来越高。本技术针对航空工业对TC17钛合金大规格棒材的应用需求，开展Φ450～Φ550mm棒材自由锻造加工技术研究，实现TC17钛合金大规格棒材的规模化生产，满足航空工业发展的需要。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，生产出直径为Φ450～Φ550mm的大规格棒材，为α+β两相组织，且组织均匀性良好，力学性能较高且非常稳定，适用于工业化生产。

本发明的技术方案是：TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，其具体步骤如下：

（1）、开坯锻造：TC17铸锭开坯加热温度分为前两火次加热温度在相变点以上150℃～300℃，后几火次加热温度在相变点以上50℃～100℃；对TC17钛合金铸锭、坯料进行3～6火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在3.5～7.4之间，前两个火次锻后采用空冷，其余火次锻后均采用水冷；

（2）、第一次相变点以下锻造：加热温度在相变点以下20℃～80℃，对坯料进行1～3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8～7.2之间，锻后均采取水冷；

（3）、第一次相变点以上锻造：加热温度在相变点以上20℃～80℃，对坯料进行1～2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8～7.2之间，锻后均采取空冷；

（4）、第二次相变点以下锻造：加热温度在相变点以下20℃～80℃，对坯料进行1～3火次的镦拔锻造，拔长时采用对角线拔长的方式，每火次锻造比控制在2.8～7.2之间，锻后均采取空冷；

（5）、第二次相变点以上锻造：加热温度在相变点以上20℃～80℃，对坯料进行1～2火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8～7.2之间，锻后均采取空冷；

（6）、第三次相变点以下锻造：加热温度在相变点以下20℃～80℃，对坯料进行4～12火次的锻造，镦拔锻造时，每火次锻比控制在2.0～7.0之间；拔长锻造时，每火次锻比控制在1.2～3.0之间，锻后均采取空冷，最终形成成品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用“高-低-高-低-高-低”自由锻造工艺，通过实现相变点以上和相变点以下三个循环的工艺路线，多火次自由锻造以及锻后水冷和空冷的合理搭配，制造出性能和组织良好的Φ450～Φ550mm规格的TC17合金大规格棒材，改变了国内目前生产难以达到优良的组织和性能要求TC17合金大规格棒材的生产现状。采用“高-低-高-低-高-低”自由锻造工艺制成的大规格棒材低倍组织为模糊晶，显微组织均匀细小，α组织充分等轴化且分布均匀。采用对角线拔长的方式，是为了使棒材在各个方向以及芯部和边部的变形更加均匀一致。本制造方法的意义在于目前国内迫切需要一种大规格的、组织均匀性良好的钛合金锻件，而本发明方法生产的合金棒材可符合以上要求。

具体实施方式

下面的实施例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1：

（1）、开坯锻造：选取Φ650铸锭，相变点为890℃；1火锻造加热温度选择1180℃，二镦二拔锻至□680mm，锻造比为7.3，锻后采用空冷；2火锻造加热温度选择1070℃，二镦二拔锻至□680mm，锻造比选择7.2，锻后采用空冷； 3火锻造加热温度选择960℃，二镦二拔锻至□670mm，锻造比选择7.2，锻后采用水冷；

（2）、第一次相变点以下锻造：4～5火锻造加热温度均选择860℃，采用二镦二拔锻至□670mm，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后采用水冷；

（3）、第一次相变点以上锻造：6火锻造加热温度选择930℃，采用二镦二拔锻至□670mm，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；

（4）、第二次相变点以下锻造：7～8火锻造加热温度均选择860℃，采用二镦二拔锻至□660mm，拔长时采用对角线拔长的方式，锻造比均选择7.0，锻后采用空冷；