[发明专利]钛合金材料及其锻造方法与应用、钛合金制品

说明书

本申请涉及一种钛合金材料及其锻造方法与应用、钛合金制品，钛合金材料的锻造方法包括以下步骤：将钛合金坯料于Tsubgt;β/subgt;相变点以下30℃～70℃进行预处理后，再进行冷却处理；其中，预处理的时间tsubgt;1/subgt;＝[(0.65～1.4)*h]min，h为钛合金坯料的横截面最小尺寸，h的单位为mm；将冷却处理后的钛合金坯料于Tsubgt;β/subgt;相变点以下60℃～100℃进行保温，保温的时间tsubgt;2/subgt;＝[(0.65～1.4)*h]min，h为钛合金坯料的厚度，h的单位为mm；将保温后的钛合金坯料进行精锻成形，各道次拉打速度≤3.5m/min。上述钛合金材料的锻造方法，可有效提升钛合金材料的初生α相含量，从而有效保障钛合金材料的疲劳性能。

技术领域

本申请涉及合金材料领域，特别是涉及一种钛合金材料及其锻造方法与应用、钛合金制品。

背景技术

TC4钛合金(Ti-6Al-4V)是一种中等强度的α-β型钛合金，具有耐高温的特点，长时间工作温度可达400℃，在航空工业中广泛用于制造发动机的风扇、压气机盘、叶片，以及飞机结构件中的梁、接头盒隔框等重要承力构件。

钛合金风扇、压气机盘及叶片，疲劳断裂是最常见的失效模式。与静载荷断裂不同，在静载荷下显示脆性或韧性的材料，在疲劳断裂时并不产生明显的塑性变形，其断裂是突然发生的，使得疲劳断裂的危险性极高，易导致严重事故。发动机零部件会承受交变应力，其承受的应力通常低于材料的屈服极限甚至弹性极限，但容易发生疲劳断裂。

因此，提供一种能有效提升疲劳性能的钛合金材料的锻造方法具有重要意义。

发明内容

基于此，本申请提供了一种疲劳性能较好的钛合金材料及其锻造方法与应用、钛合金制品。

本申请解决上述技术问题的技术方案如下。

一种钛合金材料的锻造方法，包括以下步骤：

将钛合金坯料于T_β相变点以下30℃～70℃进行预处理后，再进行冷却处理；所述预处理的时间t₁＝[(0.65～1.4)*h]min，h为所述钛合金坯料的横截面的中心到边上两点间的最小距离，h的单位为mm；

将所述冷却处理后的钛合金坯料于T_β相变点以下60℃～100℃进行保温，所述保温的时间t₂＝[(0.65～1.4)*h]min，h为所述钛合金坯料的横截面的中心到边上两点间的最小距离，h的单位为mm；

将所述保温后的钛合金坯料进行精锻成形，各道次拉打速度≤3.5m/min。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述冷却处理包括以下步骤：

将所述预处理后的钛合金坯料随炉冷却至750℃～800℃后，再出炉空冷至室温。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述随炉冷却的冷却速度为0.5℃/min～2.5℃/min。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述精锻成形步骤中，单个精锻火次总变形量≤80％。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述精锻成形步骤中，各道次变形量≤30％。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述钛合金坯料为棒材，所述h为棒材的直径。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述钛合金材料为TC4钛合金。

在其中一些实施例中，钛合金材料的锻造方法中，所述钛合金材料为TC4钛合金棒材，所述钛合金材料的直径为20mm～120mm。

本申请提供了一种钛合金材料，由上述钛合金材料的锻造方法制备得到。