[发明专利]一种提高TC4特级盘类锻件组织均匀性的制备方法

说明书

本申请公开了一种提高TC4特级盘类锻件组织均匀性的制备方法，包括步骤：将坯料置于加热炉中加热至坯料的第一坯料加热温度T1；将加热后的坯料在锻锤上进行镦粗、四方拔长、滚圆、甩侧凹；将所得的坯料回炉加热至第一坯料加热温度T1；将回炉加热后的坯料在锻锤上进行镦粗、四方拔长、倒棱、甩圆；对所得坯料进行粗车；对粗车所得坯料置于加热炉中加热至坯料的第二坯料加热温度T2；利用压力机(螺旋压力机)对加热坯料进行模锻，得到TC4特级盘类锻件；去除锻件毛边；对TC4特级盘类锻件进行固溶和退火热处理，得到TC4特级盘类锻件。本申请提高了锻件的组织均匀性且获得合适的初生α相含量，符合TC4特级钛合金锻件的验收要求。

技术领域

本发明涉及钛合金盘类件锻造技术领域，特别地，涉及一种提高TC4特级盘类锻件组织均匀性的制备方法。

背景技术

TC4特级钛合金作为重要的结构坯料应用于航空、航天领域，其优良的综合性能与其显微组织是密不可分的。某航空发动机TC4特级盘件，其工作部位的特殊性，要求零件高倍组织为在转变β相的基础上含有细小和等轴的初生α相，初生α相的百分比含量应为20％～35％。该TC4特级盘件(见图1)在螺旋压力机上模锻成形，当初始坯料棒材心部组织存在组织微观不均匀性时(即从棒材头部切片，经特定温度固溶后，在切片的心部进行取样检查，一定尺寸范围内试样存在β-斑点区域或初生α相含量低于临近部位百分数1/3的区域，见图2)，由于锻造后初始坯料组织的遗传性，导致锻件心部组织出现β-斑点或局部区域初生α相含量偏少不符合规定要求(见图3、图4)；此外，由于初始坯料初生α相含量(试样经特定温度进行固溶和退火，观察视场最小：1cm×cm)及β相变点波动范围较大，而锻造加热温度及锻件热处理固溶温度为固定值，导致锻造加热参数与热处理固溶参数并非最优组合，最终引起锻件初生α相含量不符合锻件验收要求。

发明内容

本申请提供了一种提高TC4特级盘类锻件组织均匀性的制备方法，以解决现有TC4特级钛合金锻件组织均匀性不够且初生α相含量偏少而不符合锻件验收要求的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种提高TC4特级盘类锻件组织均匀性的制备方法，包括步骤：

将坯料置于加热炉中加热至坯料的第一坯料加热温度T1；

将加热后的坯料在锻锤上进行镦粗、四方拔长、滚圆、甩侧凹；

将所得的坯料回炉加热至第一坯料加热温度T1；

将回炉加热后的坯料在锻锤上进行镦粗、四方拔长、倒棱、甩圆；

对所得坯料进行粗车；

对粗车所得坯料置于加热炉中加热至坯料的第二坯料加热温度T2；

利用压力机对加热坯料进行模锻，得到TC4特级盘类锻件；

去除TC4特级盘类锻件毛边；

对TC4特级盘类锻件进行固溶和退火热处理，至此TC4特级离心叶轮盘件制备完成。

进一步地，所述第一坯料加热温度T1为：

T1＝β-80

其中，T1为第一坯料加热温度，单位℃；β为TC4特级棒材相变点温度，β∈[980,1010]。

进一步地，加热至坯料的第一坯料加热温度T1后，所需保温时间t₁＝加热系数δ₁×D₁，t₁单位为min，D₁为将坯料置于加热炉中加热至坯料的第一坯料加热温度T1前所述坯料的横截面直径，单位为mm，加热系数δ₁＝0.6～0.8。

进一步地，甩侧凹所用的甩侧凹工装的中心孔纵截面形状尺寸满足以下条件：