[发明专利]一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺，其特征在于是将TC25G合金锻件加热至β转变温度以下25～35℃保温1～3h后出炉油冷，随后将锻件加热至870～890℃热透后保温8～16h，出炉空冷，最后将锻件加热至530～570℃热透后保温6～10h后出炉空冷。当锻件最大厚度不超过180mm时，任意位置室温拉伸强度的最大值与最小值差异不超过80MPa；当锻件最大厚度不超过90mm时，任意位置室温拉伸强度的最大值与最小值差异不超过50MPa。

技术领域

本发明属于钛合金技术领域，具体涉及到一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺。

背景技术

钛合金具有密度低，强度高耐腐蚀等特点，被广泛应用到航空、航天、航海和化工等领域。大尺寸钛合金结构件要求材料具有良好的组织和力学性能的均匀性，因此对材料的选择及材料的加工工艺的要求较高。

TC25G合金是在俄罗斯BT25合金的基础上增加了Mo和Zr元素研制成的一种α+β态合金，该合金具有耐高温、高强度和高韧性的特点，长期服役温度可达550℃，主要应用于航空发动机的高压压气机整体叶盘。但是由于淬透性的问题，当TC25G合金锻件为厚截面锻件或变截面锻件时，，淬火过程中由于表面冷速和中心冷速不同，导致锻件表面和中心存在组织差异，从而引起锻件不同位置的性能。因此需要设计一种新的热处理制度，以保证锻件在不同位置的力学性能的均衡，提高锻件的可靠性及寿命。

发明内容

本发明为了解决厚截面或变截面TC25G合金大规格锻件不同部位的性能差异加大，锻件中心位置强度偏低等问题，结合TC25G合金成分特点、相变和板条α相晶粒长大规律设计，提供了一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺，具体技术方案如下：

一种提高厚截面或变截面TC25G锻件性能稳定性的热处理工艺，包括如下步骤：

步骤1)TC25G合金锻件在β转变温度以下15～25℃进行固溶处理，出炉后油冷；

步骤2)然后将锻件在870～910℃热透后保温2～5小时候空冷；

步骤3)最后锻件在530～630℃热透后保温6～8小时后空冷。

所述一种提高厚截面或变截面TC25G锻件性能稳定性的热处理工艺，其特征在于：所述TC25G合金的锻件为两相区热加工锻件，且锻件最大厚度不超过180mm。

所述一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺，其优选方案为所述TC25G合金锻件为两相区热加工锻件，且当锻件最大厚度不超过180mm时，锻件任意位置室温拉伸强度的最大值与最小值差异不超过80MPa；当锻件最大厚度不超过90mm时，锻件任意位置室温拉伸强度的最大值与最小值差异不超过50MPa。

所述一种提高厚截面或变截面TC25G合金锻件性能稳定性的热处理工艺，其优选方案为所述TC25G合金锻件的成分为：Al：6.0～7.0；Mo：3.5～4.5；Zr：3.0～4.5；Sn：1.0～2.5；W：0.4～1.5；Si：0.1～0.3，其余为Ti和不可避免的杂质元素。

本发明的有益效果：

本发明有助于减小大尺寸厚截面或变截面TC25G钛合金锻件的不同位置的组织差异，当锻件厚度不超过180mm时锻件任意位置的室温拉伸强度差异不超过80MPa，同传统热处理工艺下的锻件相比，锻件性能稳定性和一致性得到显著的提升；当锻件最大厚度不超过90mm时，锻件任意位置室温拉伸强度的最大值与最小值差异不超过50MPa。下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1锻件截面示意图；

图2为本发明实施例1锻件热处理后表面显微组织照片；