[发明专利]一种Ti2

权利要求书

1.一种Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于，所述Ti₂AlNb基合金的质量百分比为，Al：9.5％～13％，Nb：37.0～46％，Mo：0～1.5％，Zr：0～1.5％，余量为Ti和其他不可避免的杂质元素，采用该工艺制备得到直径在600mm～1400mm，高度在60mm～230mm的Ti₂AlNb基合金锻件，具体步骤如下：

1)铸锭制备：原材料采用0～1级海绵钛，合金元素Al、Nb和其他微量元素以中间合金的形式加入，然后依次进行电极压制、电极焊接和2～4次真空自耗熔炼，得到Ф350～720mm的Ti₂AlNb基合金铸锭；然后合金铸锭在700～900℃保温3～15h后空冷，完成铸锭的去应力退火；最后铸锭进行表面扒皮和切冒口处理，完成合金铸锭的制备；

2)铸锭开坯：将合金铸锭加热至1150～1250℃，保温10～60h后出炉进行锻造，变形速率在0.04～0.2s^-1，总锻比不小于3，终锻温度不小于1000℃；

3)锻坯制备：将步骤2)中所得坯料在β相变点以下150～20℃进行2～5火次的变形；然后将坯料加热至β相变点以上10～100℃进行1～3火次变形；再将坯料在β相变点以下150～30℃进行3～5火次的变形，然后将坯料加热至β相变点以上10～60℃进行1～3火次变形，最后将坯料在β相变点以下150～35℃进行3～10火次的变形至目标尺寸，完成锻坯的制备；

4)模锻成形：将锻坯在β相变点以上10～50℃模锻或β相变点以下80～5℃模锻成形，锻后空冷或油冷，得到模锻坯料；

5)热处理：将步骤4)得到的模锻坯料进行固溶和时效双重热处理，得到Ti₂AlNb基合金锻件毛坯。

2.按照权利要求1中所述Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于：步骤2)中铸锭完成开坯后，将坯料加热至β相变点以上10～100℃进行1～3火次的锻造变形，变形速率在0.04～0.2s^-1，每火次总锻比不小于3，终锻温度不低于930℃。

3.按照权利要求1中所述Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于：步骤3)中所述坯料在β相变点以下温度的变形，要求每火次的总锻比不小于2.5，变形速率在0.03～0.1s^-1；β相变点以上温度的变形，要求每火次的总锻比不小于3，变形速率在0.04～0.2s^-1；步骤3)中坯料的终锻温度均不低于加热温度以下150℃。

4.按照权利要求1中所述Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于：步骤3)和步骤4)中所述坯料加热至β相变点以上的加热时间t₁＝加热系数η₁×δ₁，δ₁为锻坯截面尺寸，单位为毫米，加热系数η₁＝0.3～0.6分钟/毫米；坯料加热至β相变点以下的保温时间t₂＝加热系数η₂×δ₂，δ₂为锻坯截面尺寸的最小值，单位为毫米，加热系数η₂＝0.6～1分钟/毫米。

5.按照权利要求1中所述Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于：步骤4)中，采用等温、近等温或热模锻成形工艺；

采用等温或近等温模锻成形工艺时，模具在坯料加热温度以下100℃～坯料加热温度范围内加热保温，变形速率为0.003s^-1～0.03s^-1；

采用热模锻成形工艺时，模具加热至200～600℃，变形速率为0.01s^-1～0.1s^-1，坯料表面采用石棉包覆。

6.按照权利要求1中所述Ti₂AlNb基合金锻件的制备工艺，其特征在于：步骤5)中，所述的固溶热处理制度为：β相变点以下180～10℃温度范围内进行固溶处理，保温1～4小时，固溶后水冷或油冷；所述时效热处理为700℃～800℃保温6～40小时后空冷。