[发明专利]一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金饼材制备技术领域，具体涉及一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法。

背景技术

TA7ELI是一种Ti-Al-Sn系三元全α钛合金。在退火态下具有中等强度和足够的塑性，焊接性能良好。可作为500℃以下温度使用的结构材料，短时使用温度可达900℃，在超低温(-253℃)还具有良好的韧性和综合性能，是优良的超低温用合金。目前通过常规锻造加工生产困难很大，存在的主要问题是在锻造过程中经常出现严重的开裂，产品低温(-253℃)性能指标不稳定，严重影响产品的成材率甚至造成整批报废。

发明内容

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，提供一种方法简单，易实现工业化生产的TA7ELI钛合金饼材的制备方法。采用该方法制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度≥800MPa，屈服强度≥750MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％，-253℃时抗拉强度≥1300Mpa，延伸率≥9％。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、按照Ti-5.7Al-2.5Sn-0.15Fe-0.10O进行原料的配料，将原料经三次真空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口和锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；

步骤二、将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上100℃～150℃的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50％～70％；

步骤三、将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上30℃～40℃的条件下反复镦粗和拔长锻造多火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述每火次锻造的锻比均为3.4～4；

步骤四、将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20℃～30℃的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50％～60％；

步骤五、将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20℃～30℃的条件下镦粗和整形锻造一火次，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为40％～50％。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤二中所述拔长锻造的终锻温度不低于900℃。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤二中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述每火次锻造的终锻温度均不低于850℃。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述锻造过程中采用油压机进行反复镦粗和拔长锻造。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述多火次为两火次。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤四中所述拔长锻造的终锻温度不低于850℃。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤四中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤五中所述锻造的终锻温度不低于850℃。

上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤五中所述锻造过程中采用电液锤进行镦粗和整形锻造。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明方法简单，易实现工业化生产。

2、本发明采用反复镦粗和拔长锻造结合进行，同时利用大吨位油压机使钛合金的晶粒得到充分破碎，使饼材组织均匀，每次锻造后采用打磨方式除去锻造过程中产生的开裂、折叠表面缺陷，消除对后续锻造的影响。最后一火次采用电液锤成型，以保证锻件表面质量良好、避免芯部产生过热组织。

3、采用本发明的方法制备的TA7ELI钛合金饼材表面质量良好，组织均匀，产品内部缺陷少，产品稳定性好，合格率大大提高。

4、采用本发明的方法制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度≥800MPa，屈服强度≥750MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％，-253℃时抗拉强度≥1300Mpa，延伸率≥9％。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1