[发明专利]一种TC18钛合金大规格棒材的制备方法

说明书

本发明涉及一种TC18钛合金大规格棒材的制备方法，具体按照以下步骤实施：开坯锻造：选择TC18钛合金铸锭，加热、保温，进行2火次锻造，得到中间坯；中间坯锻造：将中间坯加热、保温，进行4火次锻造，得到棒坯；成品锻造：对棒坯加热、保温，进行1火次锻造，摔圆得到TC18钛合金棒材。该制备方法锻造火次少，打磨次数少，避免了生产周期长的问题，制备的棒材单重为2000kg～4000kg，直径为Φ500mm～Φ600mm，其力学性能均满足航空标准要求，同时还具有高低倍组织和超声波探伤均匀性好的优点。

技术领域

本发明属于有色金属加工工艺技术领域，涉及一种TC18钛合金大规格棒材的制备方法。

背景技术

TC18钛合金是一种高强、高韧近β型钛合金，其名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，目前被广泛应用于飞机机身、起落架、承力框梁、支柱等关键承力部件。随着航空工业的发展，对飞机承力部件整体化和大型化提出新的需求。为此，则需要使用高质量、大规格TC18钛合金棒材。TC18钛合金相变点低，锻造变形抗力大，大规格棒材锻透性差，存在较大的“变形死区”。传统工艺通常采用小变形、多火次等方法来匹配变形量和组织的关系，其缺点是锻造周期长、成本高、批次稳定性差。本专利基于近β型钛合金的热加工特性，提出一种TC18钛合金棒大规格材新型制备方法，获得高质量大规格TC18钛合金棒材的同时降低生产周期和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种TC18钛合金大规格棒材的制备方法，该制备方法锻造火次少，打磨次数少，避免了生产周期长的问题，制备的棒材单重为2000kg～4000kg，直径为Φ500mm～Φ600mm，其力学性能均满足航空标准要求，同时还具有高低倍组织和超声波探伤均匀性好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种TC18钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

S1、开坯锻造

选择TC18钛合金铸锭，加热、保温，进行2～4火次锻造，得到中间坯；

S2、中间坯锻造

将中间坯加热、保温，进行4～6火次锻造，得到棒坯；

S3、成品锻造

对棒坯加热、保温，进行1～2火次锻造，摔圆得到TC18钛合金棒材。

进一步地，所述步骤S1中将该铸锭加热至相变点以上250℃～350℃，保温时间为400min～600min，进行第一火次锻造，然后回炉至相变点以上250℃～350℃，保温时间为200min～300min，进行第二火次锻造，终锻温度均不低于800℃，锻后将坯料在空气中冷却，得到中间坯。

进一步地，所述步骤S1中选取的TC18钛合金铸锭的单重为4.5～6t，直径为Φ690～Φ720mm。

进一步地，所述步骤S1的2～4火次锻造中将该铸锭加热保温后进行镦拔，镦粗时锻比控制在1.5～2.5之间，拔长时变形量控制在30％～80％之间；

回炉保温后进行镦拔，镦粗时锻比控制在1.5～2.5之间，拔长时变形量控制在30％～80％之间，锻造过程部分火次采用换向镦拔的操作方式，保证β晶粒充分细化及均匀化。

进一步地，步骤S2具体过程为：将中间坯在相变点以上100℃～200℃，及相变点以下30℃～60℃加热保温，分别进行4火次锻造，镦粗时锻比控制在1.5～2.5之间，拔长时变形量控制在20％～60％之间，部分火次采用换向镦拔的操作方式，终锻温度不低于600℃，每次锻造完成后将坯料进行空冷，最终得到棒坯。