[发明专利]一种650℃钛合金TA38厚板及其制备方法

说明书

一种650℃钛合金TA38厚板及其制备方法，属于钛合金材料加工技术领域，所述厚板的制备步骤为：（1）将TA38钛合金铸锭在1150℃~1250℃加热后进行开坯锻造，锻造温度不低于1050℃，获得中间坯料；（2）将获得的坯料在1010℃~1040℃下进行开坯锻造，获得250mm~200mm厚的板坯；（3）将板坯在950℃~1040℃下加热，进行2~5次逐次换向轧制，分别获得105mm~12mm厚的钛合金厚板半成品；（4）对厚板半成品进行退火，蠕变校形和表面砂光后，获得100mm~10mm厚的TA38钛合金板材成品。所述板材成品显微组织均匀，室温和高温力学性能优异，可以满足在650℃使用的需求。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种650℃钛合金TA38厚板及其制备方法。

背景技术

TA38为一种近α型高温钛合金，长时使用温度为650℃，短时使用温度可达650℃~700℃，该合金的厚板主要应用于高马赫飞行器的机身、尾喷管蒙皮、油箱骨架等部位，在航空和航天具有广泛的应用前景。

在公开号为CN104874604A的发明专利中，提供了一种宽幅钛合金厚板的轧制方法，解决了宽幅TC4厚板的工业化轧制问题，但对于获得的TC4板材的高温力学性能未关注。

在公开号为CN110961453A的发明专利中，提供了一种钛及钛合金厚板的加工方法，解决了350mm~500mm厚钛合金板材尺寸精度和表面质量控制问题，但对板材的力学性能未关注。

在公开号为CN111235504A的发明专利中，提供了一种钛合金厚板的生产工艺，该专利并未提供适用的合金类型，仅提供了获得一种网篮状组织钛合金厚板的工艺方法。

在授权公告号为CN102441584B的发明专利中，提供了一种获得倒棱钛合金厚板坯的制备方法，主要关注如何减少板材边部折叠，从而提高板材头尾、侧面的切损，提高板材的成材率，对板材的合金成分、板材的力学性能未提及。

在授权公告号为CN104651767B的发明专利中，提供了一种医用TC4ELI钛合金中厚板的加工方法，主要关注了板材的显微组织和室温力学性能。

在授权公告号为CN105951016B的发明专利中，提供了一种TA5钛合金厚板的短流程制备方法，主要关注板型控制，并未提及力学性能。

在授权公告号为CN107952794B的发明专利中，提供了一种TC4钛合金厚板的单火轧制方法，主要关注板材的组织、室温拉伸性能和表面质量。

目前，在国内外已知的可在600℃以上温度使用的高温钛合金中，TA38钛合金是相对最成熟，最具工程化应用基础的650℃高温钛合金，该合金的棒材、锻件已在我国的先进航空发动机上开展了大量的工程化应用研究，并具备了批量供货能力，合金的薄板、带材和箔材也已初步具备了工业化供货能力。随着我国高马赫数飞行器的快速发展，TA38钛合金厚板已成为高超声速飞行器高温热结构部件的必选材料，厚板的制备工艺和力学性能稳定性成为影响该合金在航空和航天领域进一步应用的关键因素。

发明内容

针对650℃钛合金厚板TA38制备技术空白，本发明提供了一种650℃钛合金TA38厚板及其制备方法，用于制备厚度为10mm~100mm的板材，所得板材具有较好的室温强度和塑性匹配，较高的650℃高温瞬时拉伸强度，以及良好的长时650℃持久和蠕变性能，长时（不小于100h）使用温度可达650℃。

本发明的技术方案是：

一种650℃钛合金TA38厚板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将钛合金铸锭在温度为1150℃~1250℃的加热炉中保温240min~280min，在锻造机上进行开坯锻造，终锻温度不低于1050℃，得到300mm~350mm厚的坯料；