[发明专利]一种获取具备网篮组织的TC18锻件的锻造方法

说明书

本方案公开了钛合金锻造技术领域的一种获取具备网篮组织的TC18锻件的锻造方法，包括：(1)首次加热：选取TC18钛合金棒材作为原料，将原料加热至其β转变温度以下5℃～25℃；(2)1火锻造：使用小型锻造设备对首次加热后的原料进行镦粗；(3)热坯回炉加热：将1火锻造后的原料加热至其β转变温度以下5℃～25℃；(4)2火锻造：使用小型锻造设备对步骤(3)制得的原料进行拔长；(5)热坯回炉加热：将2火锻造后的原料加热至其β转变温度以下5℃～25℃；(6)3火锻造：使用小型锻造设备对步骤(5)制得的原料进行镦粗。本申请通过小型锻造设备即可锻造出具备均匀网篮组织的TC18钛合金锻件。

技术领域

本发明属于钛合金锻造技术领域，特别涉及一种获取具备网篮组织的TC18锻件的锻造方法。

背景技术

TC18钛合金是-种高强度、高韧性的近β钛合金,名义化学成分Ti-5AI-5Mo-5V-1Cr-1Fe, 适用于制造飞机机身以及起落架结构中的各种大型锻件，主要用于生产飞机起落架上的支撑杆，因此对TC18钛合金的性能指标要求高，其中，断裂韧性(KIC)必须大于或等于60MPam才能满足设计要求，但断裂韧性的提高主要是靠锻出均匀的网篮组织来实现。

当前，TC18钛合金可通过压力加工(锻造、轧制)与热处理结合起来的工艺获得优良的组织和综合性能。TC18钛合金锻造一般采用准β锻造工艺，这种工艺适用于制造大型的并要求高断裂韧性的零件。准锻造工艺是将钛合金在相变点以上一定范围内加热保温,然后在相变点以下进行较大的变形并空冷,获得较高断裂韧性及较好的综合性能的网篮组织，该方法需要大型的锻造设备，生产设备投入成本高，且对热处理要求较高，工艺较为复杂。另一方面，由于TC18钛合金的组织对热加工工艺特别敏感，利用560Kg空气锤这种小型设备结合现有的锻造方法，锻造出的锻件晶粒组织主要为魏氏体组织且断裂韧性只有50MPam左右，性能指标远低于设计要求。

因此，通过优化锻造工艺，利用560Kg空气锤这类小型设备生产出具备均匀网篮组织的 TC18钛合金方形锻件，对于降低生产成本具有积极意义。

发明内容

本发明意在提供一种获取具备网篮组织的TC18锻件的锻造方法，以解决现有的空气锤类小型设备难以锻造出具备均匀网篮组织的TC18钛合金锻件的问题。

本方案中的一种获取具备网篮组织的TC18锻件的锻造方法，包括以下步骤：

(1)首次加热：选取TC18钛合金棒材作为原料，将原料加热至其β转变温度以下5℃～ 25℃，按有效厚度×(0.5mm/min～0.8mm/min)，保温50min～80min；

(2)1火锻造：使用小型锻造设备对首次加热后的原料进行镦粗，变形量控制到30％～50％；

(3)热坯回炉加热：将1火锻造后的原料加热至其β转变温度以下5℃～25℃，按有效厚度×(0.25mm/min～0.4mm/min)，保温25min～40min；

(4)2火锻造：使用小型锻造设备对步骤(3)热坯回炉加热后的原料进行拔长，变形量控制到50％～80％；

(5)热坯回炉加热：将2火锻造后的原料加热至其β转变温度以下5℃～25℃，按有效厚度×(0.25mm/min～0.4mm/min)，保温25min～40min；

(6)火锻造：使用小型锻造设备对步骤(5)热坯回炉加热后的原料进行镦粗，变形量控制到30％～50％即得到所述具备网篮组织的TC18锻件。

本方案的有益效果：本方案通过优化TC18的锻造工艺，在使用小型锻造设备的情况下也可以锻造出具有均匀网篮组织的TC18钛合金锻件；从而大大降低了TC18钛合金的生产设备成本，同时也简化了热处理工艺，使得TC18钛合金锻件的锻造更加高效。