[发明专利]一种改善铸造ZTA29合金铸件微观组织的方法

说明书

技术领域

本发明是一种改善铸造ZTA29合金铸件微观组织的方法，属于热处理技术领域，是一种热等静压-氢化处理工艺。

背景技术

TA29合金具有其它铸造钛合金合金无法比拟的高温抗蠕变性能及抗氧化性能，能够长期工作在600℃，因此被认为是新型航空、航天发动机重要结构件的首选材料之一。目前，铸造工艺是制备TA29合金构件的主要方法之一，也是某些复杂结构件的唯一成形方法。然而铸造工艺往往会造成许多铸造缺陷，如原始晶粒粗大、晶粒不均匀α集束尺寸大、晶界α粗大、缩孔、缩松、气孔等，这些缺陷的存在将严重影响铸件的性能，特别是拉伸强度、疲劳性能以及塑性，因此，对于性能要求较高的铸件，在交付使用前通常要进行热等静压处理，以消除这些铸造缺陷。然而，由于TA29合金热等静压工艺处理温度较高，在热等静压处理过程中晶粒会发生长大，使原来粗大的铸造组织更加粗大，这又在一定程度上抵消了热等静压工艺对合金力学性能的改善作用。因此，改善铸造ZTA29合金微观组织的方法是提高该合金铸件性能的有效途径。

对于TA29合金而言，其材料本身脆性较大、热裂倾向大，因此，改善铸件的微观组织、细化组织是制备高性能TA29合金铸件的关键。

发明内容

本发明的目的在于改善ZTA29合金微观组织，提高TA29合金的综合力学性能。

本发明的技术解决方案是：

所述ZTA29合金的化学成分及重量百分比为：Al 5.8％，Sn 4.0％，Zr 4.0％，Nb 0.7％，Ta 1.5％，Si 0.4％，C 0.06％，余量为Ti，该种改善铸造ZTA29合金铸件微观组织的方法的步骤如下：

其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、将铸造ZTA29合金铸件在热等静压炉中进行热等静压处理，热等静压温度为950～1030℃，热等静压时间为1～4h，压力为110～140Mpa；

步骤二、将热等静压后的铸造ZTA29合金铸件打磨、丙酮清洗后，放置在管式氢化处理炉内，炉内抽真空至10^-3Pa，再将炉内升温至700～850℃，保温20min，按照炉中铸造ZTA29合金铸件重量的0.5～1.0％充入同等重量的氢气进行氢化处理，充入氢气的流量为1L/min，保温1～2h，时间到后，炉内开始抽真空至10^-1Pa，然后充入大气，打开管式炉空冷至室温；

步骤三、将氢化处理后的铸造ZTA29合金铸件放入热处理炉内，炉温升至750～900℃，到温后保温30min，然后空冷至室温，再将铸造ZTA29合金铸件加热至730～780℃，保温4～6h，随炉冷却至250℃，再空冷至室温；

步骤四、将处理后的铸造ZTA29合金铸件进行酸洗，将酸洗后将铸造ZTA29合金铸件置于真空热处理炉内，将炉内抽真空至10^-3Pa，炉内温度升至700～780℃，保温2～4个小时，时间到后，ZTA29合金铸件随炉冷却至250℃，空冷至室温。

附图说明

图1未热等静压处理的TA29合金铸件的微观组织，缩孔缺陷愈合，局部组织变形

图2本发明热等静压工艺处理后TA29合金铸件的微观组织，缩孔缺陷愈合，局部组织变形

图3本发明处理前的TA29合金铸件微观组织

图4为实施3的工艺处理后的TA29合金铸件微观组织

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

所述ZTA29合金的化学成分及重量百分比为：Al 5.8％，Sn 4.0％，Zr 4.0％，Nb 0.7％，Ta 1.5％，Si 0.4％，C 0.06％，余量为Ti。

实施例一：

本发明的热等静压-氢化处理改善铸造TA29合金微观组织工艺的步骤是：

步骤一、将ZTA29合金铸件在热等静压炉中进行热等静压处理，热等静压温度为950℃，热等静压时间为2h，压力为130Mpa；

步骤二、氢化处理：将热等静压后的铸造TA29合金铸件打磨、丙酮清洗后，放置在管式置氢炉内，将炉内抽真空至10^-3Pa，再将炉内升温至730℃，保温30min，按照炉中铸件的重量百分比充入0.5％的氢气。根据入炉前对铸件称重，可知铸件的重量为100g，根据比例充入重量为0.5g氢气，充入氢气流量为1L/min，保温1h，炉内开始抽真空至10^-1Pa，通入大气，打开管式炉空冷至室温，得到置氢TA29合金铸件；