[发明专利]一种改善钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法

说明书

本发明公开了一种改善钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，利用差热法测得待锻造钛合金坯料的相转变温度βt；在(βt+100)℃至(βt+150)℃温度下，保温4‑6h，将待锻造坯料锻造至方形坯料；将得到的方形坯料在(βt‑20)℃至(βt‑10)℃温度下，保温2‑4h，进行二火次锻造，将得到的方形坯料进行自由拔长，直至其变形量达到总变形量的50％‑60％，得到自由拔长后的方形坯料；将得到的自由拔长后的方形坯料以其长度方向的中心轴线旋转45°角，进行压制，得出最终方形坯料；采用本发明加工后的锻坯横断面低倍组织均匀，晶界清晰，无异形花斑缺陷；高倍组织均匀一致，整体呈现网篮组织或者等轴组织，边部和心部组织无差异。

【技术领域】

本发明属于钛合金热加工领域，具体为一种改善钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法。

【背景技术】

钛合金由于变形阻抗高、热加工温度范围狭窄，因此热加工易产生裂纹，增加了制造难度。钛合金属于最难锻造的合金之一，钛合金锻造的加工历史及锻造参数，对其最终的显微组织及其力学性能具有显著的作用，而且其影响程度可能比其他任何常用锻造材料都大。因此，钛合金的锻造中，不仅要建立成本上可行的锻件形状，而且与其热处理相结合，通过形变热处理建立良好与特定的显微组织，以得到预期的力学性能。

传统的锻造方法采用β相转变点以上(100～150℃)进行铸锭开坯，二火次锻造温度在β相转变点以上(20-30℃)开始，α+β两相区结束。传统锻造方法制备的锻坯组织均匀性较差，低倍组织显现为“叉形”缺陷，如附图2所示，显微组织差异较大，“叉形”内部为等轴组织或网篮组织，“叉形”以外为魏氏组织或者片层组织。此种低、高倍缺陷共存的组织在后续加工中不会消除，最终会影响材料断面组织均匀性以及力学性能一致性。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种改善钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，以解决传统锻造方法造成锻坯横断面低倍“叉形”缺陷和高倍组织不均匀的问题。

本发明采用以下技术方案：一种改善钛合金锻坯组织均匀性的锻造方法，包括以下步骤：

步骤1、利用差热法测出待锻造钛合金坯料的相转变温度βt；

步骤2、在(βt+100)℃至(βt+150)℃温度下，保温4-6h，将待锻造坯料锻造至方形坯料；

步骤3、将步骤2中得到的方形坯料在(βt-20)℃至(βt-10)℃温度下，保温2-4h，进行二火次锻造，具体步骤为：

步骤3.1、将步骤2中得到的方形坯料进行自由拔长，直至其变形量达到总变形量的50％-60％，得到自由拔长后的方形坯料；

步骤3.2、将步骤3.1中得到的自由拔长后的方形坯料以其长度方向的中心轴线旋转45°角，进行压制，得出最终方形坯料。

进一步地，步骤3.2中压制过程为：

从旋转45°角后的方形坯料的长度方向的四个边开始压制，直至坯料被形成正八边形，继续压制正八边形坯料，直至得出最终方形坯料。

进一步地，每个步骤中的加热过程均通过电炉实现，且保温过程采用分段式加热方法。

进一步地，步骤3.2中压制过程采用1600T压力机。

进一步地，压制过程时间15～20min，压制完成后的最终方形坯料温度为850℃～900℃。

本发明的有益效果是：本发明简单易操作、不增加锻造火次、不增加锻造成本；所得锻坯横断面低倍组织均匀，晶界清晰，无异形花斑缺陷；高倍组织均匀一致，整体呈现网篮组织或者等轴组织，边部和心部组织无差异；为材料的后续加工提供了合格的坯料，保证了材料的组织和性能，采用本发明加工后的锻坯横断面低倍组织均匀，晶界清晰，无异形花斑缺陷；高倍组织均匀一致，整体呈现网篮组织或者等轴组织，边部和心部组织无差异。