[发明专利]一种Ti6242钛合金盘件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Ti6242钛合金盘件的制备方法，包括：(1)提供Ti6242钛合金棒状铸锭；(2)对棒状铸锭进行8～12火次的轴向墩拔锻造；(3)对上一步产物进行第4～6火次的八方换向镦拔锻造；(4)对上一步产物进行1火次的镦粗锻造，获得饼坯；(5)将饼坯置于盘件模具内进行模锻；(6)对上一步产物进行固溶和时效处理。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种Ti6242钛合金盘件及其制备方法。

背景技术

Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08S合金(对应GB/T 3620.1-2016牌号TA19，也称Ti6242钛合金)是一种具有良好综合性能的高温钛合金，其具有较好的高温拉伸性能、断裂韧性与抗热蠕变能力。

传统技术锻造制备Ti6242钛合金盘件的方法中，一般采用立方体三轴向换向墩拔的工艺，另外，在固溶处理中一般采用空冷的方式。

发明内容

本发明提供了一种钛合金盘件的制备方法，该方法创造性地采用了以下的创新特征：

(1)八方截面锻件双轴向换向墩拔工艺；

(2)盘件模具的型腔尺寸具有以下特征：对应盘件主体的型腔区域的最大厚度T_max＝200～250mm，最小厚度T_min＝50～80mm；

(3)以及固溶后水冷的工艺。

上述方法制备获得的钛合金盘件具有改善的显微组织和力学性能。

本公开第一方面提供一种Ti6242钛合金盘件的制备方法，包括如下步骤：

(1)提供Ti6242钛合金棒状铸锭；

(2)对棒状铸锭进行8～12火次的轴向墩拔锻造，各火次的锻造温度为900～1200℃(例如950～1150℃)，锻比均为1.3～1.5；

所述轴向墩拔锻造包括沿锻坯的轴向进行一次或多次的墩粗锻造和一次或多次的拔长锻造；

(3)对上一步产物进行n火次的八方换向镦拔锻造，n＝4～6，各火次的锻造温度为950～1000℃；

(4)对上一步产物进行1～2火次(例如1火次)的镦粗锻造，锻造温度为950～1000℃，锻比为1.3-1.6，获得饼坯；

(5)将饼坯加热到950～1000℃，置于盘件模具内进行模锻，盘件模具的型腔尺寸具有以下特征：对应盘件主体的型腔区域的最大厚度T_max＝200～250mm(例如210～220mm)，最小厚度T_min＝50～80mm(例如60～70mm，例如65mm)；

(6)对上一步产物进行固溶和时效处理，其中，固溶温度为Tβ-30℃至Tβ-20℃，保温时间为1～2h，冷却方式为水冷；时效温度为580～600℃，保温时间为7～9h，冷却方式为空冷，所述Tβ为Ti6242钛合金β相变点。

在一些实施方案中，轴向墩拔锻造是一镦一拔或两镦两拔。

在一些实施方案中，步骤(2)包括10火次的轴向墩拔锻造，具体包括如下操作：

对棒状铸锭进行第A1火锻造，锻造温度1150～1200℃，锻造方式为一镦一拔，锻比均为1.3～1.5；

对上一步产物进行第A2火锻造，锻造温度1100～1150℃，锻造方式为二镦二拔，锻比均为1.3～1.5；

对上一步产物进行第A3火锻造，锻造温度1050～1100℃，锻造方式为二镦二拔，锻比均为1.3～1.5。