[发明专利]一种Ti2AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法

权利要求书

1.一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设计预制坯：基于整体叶盘零件，使用有限元数值模拟反求设计预制坯体；

(2)预锻：取Ti₂AlNb合金的饼坯加热保温处理，随后采用开式模锻，将饼坯加工至预制坯体的形状尺寸，空冷，得到预制坯；

(3)热处理：对预制坯依次进行固溶处理和时效处理，得到全片层组织；

(4)终锻成形：对热处理后的预制坯加热并保温处理，采用近等温锻造，成形，冷却，即完成；

步骤(1)中，设计预制坯体外形与尺寸时，根据整体叶盘零件外形及尺寸，并结合终锻过程中组织调控所需的应变量，使用有限元数值模拟反求预制坯形状；

使用有限元数值模拟反求预制坯形状的具体过程为：

S101：根据Ti₂AlNb基合金的双性能整体叶盘零件外形轮廓及尺寸要求，结合零件机械加工余量要求，初步设计预制坯形状及尺寸；

S102：将S101获得的预制坯设计结果导入有限元软件，进行终锻过程的模拟，判断模拟结果中锻件形状是否符合双性能叶盘外形轮廓、尺寸及后续机械加工要求；若锻件形状符合要求，则在此基础上提取终锻过程中锻件整体应变、温度分布；若锻件形状不符合要求，则重复S101，重新设计预制坯形状；

S103：将S102所述模拟结果中，锻件各部位的变形量与Ti₂AlNb基合金发生球化时的应变进行对比，锻件温度与O相稳定存在温度区间进行对比，如不符合预定的应变量和温度要求时，修改预制坯形状，回到S102重新模拟，直到终锻过程中叶片部位片层组织达到动态球化所要求的应变、温度要求，而盘身部位低于球化临界条件；

S104：根据模拟和优化结果，给出预制坯形状。

2.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，加热保温的温度为1020～1060℃，并按饼坯有效厚度以0.5～0.8min/mm进行保温。

3.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，开式模锻过程中，控制应变速率为0.01s^-1～0.1s^-1。

4.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(3)中，固溶处理的温度为1060℃～1080℃，时间为60～180min。

5.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(3)中，时效处理温度为900℃～950℃，时间为120～300min。

6.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(4)中，加热保温处理的温度为960～980℃，并按饼坯有效厚度以0.5～1min/mm进行保温。

7.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(4)中，近等温锻造过程的模具温度为960℃，应变速率为0.01s^-1～0.1s^-1。

8.根据权利要求1所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，所述预制坯沿其径向依次为盘体、以及盘体上的叶片。

9.根据权利要求8所述的一种Ti₂AlNb基合金双性能整体叶盘的制造方法，其特征在于，步骤(4)的近等温锻造过程中，控制叶片部分所受最小应变大于片层组织完全球化时对应的临界应变ε_f。