一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，该方法为：一、将Ti12LC钛合金铸锭开坯锻造，分切下料得到初级锻坯；二、将初级锻坯进行镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；三、将中间锻坯成形锻造，水冷后分切下料得到半成品锻件；四、将所述半成品锻件进行固溶处理；五、对经固溶处理后的半成品锻件进行时效处理，得到Ti12LC钛合金锻件。本发明专利技术采用少火次高锻造比的开坯锻造工艺过程，能够在保证Ti12LC钛合金锻件质量的同时降低制备成本，另外，采用分段固溶处理+时效处理的热处理方法能够获得组织均匀性良好，综合力学性能匹配良好的Ti12LC钛合金锻件。

【技术实现步骤摘要】
一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法
本专利技术属于钛合金材料加工制备领域，具体涉及一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法。
技术介绍
钛及钛合金具有比强度高、无磁性、热膨胀系数低、耐腐蚀、中温性能好等一系列优点，不仅作为一种重要的金属结构材料被大量应用于航空航天工业及海洋化工工业中，而且作为汽车用材很早就引起人们的重视。然而钛合金的制造成本相对于钢铁、铝合金等大量使用的传统金属材料而言要高出许多，较高的成本在一定程度上阻碍了其在民用领域的应用，因此如何降低钛合金材料的成本成为材料科学工作者研究的热点和重点。Ti12LC合金是西北有色金属研究院采用廉价中间合金Mo-Fe自行研制的一种低成本钛合金，其性能与TC11钛合金相当，但其成本可降低10％以上，然而，在生产过程中Ti12LC合金的锻造工艺往往采用常规的钛合金锻造方法，制备成本高，同时，经常规制备工艺生产的Ti12LC合金性能虽然基本满足航空航天常用钛合金的性能需求，但是其微观组织均匀性较差，性能可调控空间小，强度与塑韧性匹配不佳。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，该方法采用少火次高锻造比的开坯锻造工艺过程，能够在保证Ti12LC钛合金锻件质量的同时降低制备成本，另外，采用分段固溶处理+时效处理的热处理方法能够获得组织均匀性良好，综合力学性能匹配良好的Ti12LC钛合金锻件。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将Ti12LC钛合金铸锭在始锻温度为950℃～1150℃的条件下进行两火次的开坯锻造，分切下料得到初级锻坯；每火次所述开坯锻造的锻造比均为7.8～8.4；步骤二、将步骤一中所述初级锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下进行1火次的镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；所述镦拔锻造的锻造比为6～7.2；步骤三、将步骤二中所述中间锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下进行1火次的成形锻造，水冷后分切下料得到半成品锻件；所述成形锻造的锻造比为6～7.2；步骤四、将步骤三中所述半成品锻件进行固溶处理，所述固溶处理的具体工艺为：将所述半成品锻件先在Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下保温60min～120min进行第一固溶处理，再随炉冷却至Ti12LC钛合金β相变点以下60℃～100℃的条件下保温60min～120min进行第二固溶处理，然后空冷至室温；所述第一固溶处理的温度与步骤三中所述成形锻造的始锻温度之差为-5℃～5℃；步骤五、对步骤四中经固溶处理后的半成品锻件进行时效处理，得到Ti12LC钛合金锻件；所述时效处理的具体工艺为：将固溶处理后的半成品锻件在温度为520℃～580℃的条件下保温6h～10h，然后空冷至室温。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤一中第一火次开坯锻造的始锻温度大于第二火次开坯锻造的始锻温度。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤一中第一火次开坯锻造后采用水冷方式进行冷却，第二火次开坯锻造后采用空冷方式进行冷却。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤一中每火次开坯锻造后均对所述Ti12LC钛合金铸锭进行表面修磨处理。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤二中镦拔锻造后对所述初级锻坯进行表面修磨处理。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤三中成形锻造后对所述中间锻坯进行表面修磨处理。上述的一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第一固溶处理的温度与步骤三中所述成形锻造的始锻温度相同。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术采用少火次高锻造比的开坯锻造工艺过程，能够在保证Ti12LC钛合金锻件质量的同时降低制备成本，另外，采用分段固溶处理+时效处理的热处理方法能够获得组织均匀性良好，综合力学性能匹配良好的Ti12LC钛合金锻件。2、本专利技术通过协调控制成形锻造的始锻温度和第一固溶处理的温度相同或相近，能够调节制备得到的Ti12LC钛合金的金相组织中初生等轴α相的体积分数在5％～30％之间，等轴α相的体积分数越高，Ti12LC钛合金强度降低、塑性提高、韧性变化不明显；通过协调控制第一固溶处理和第二固溶处理的温度差能够调节制备得到的Ti12LC钛合金的金相组织中次生板条α相的体积分数在10％～20％之间，次生板条α相的体积分数越高，则Ti12LC钛合金韧性提高，强度和塑性变化不明显；具有这种由5％～30％体积分数初生等轴α相，10％～20％体积分数次生板条α相，和层片状或细针状β转变组织组成的双态组织的Ti12LC钛合金锻件，能够获得较大的力学性能可调控空间，进一步使其强韧性匹配良好，改善其综合力学性能。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图2为对比例1制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图3为对比例2制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图4为本专利技术实施例2制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图5为本专利技术实施例3制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图6为本专利技术实施例4制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。图7为本专利技术实施例5制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图。具体实施方式实施例1本实施例制备Ti12LC钛合金锻件的方法包括以下步骤：步骤一、将规格为Φ420mm×560mm的Ti12LC钛合金铸锭进行两火次的开坯锻造，分切下料得到初级锻坯，其中第一火次开坯锻造为三墩三拔，始锻温度为1150℃，锻造比为7.8，锻后水冷，第二火次开坯锻造为三墩三拔，始锻温度为950℃，锻造比为8.4，锻后空冷；每火次开坯锻造后均对所述Ti12LC钛合金铸锭进行表面修磨处理；步骤二、将步骤一中所述初级锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下40℃的条件下进行1火次的镦拔锻造，所述镦拔锻造为三墩三拔，锻造比为7.2，水冷后得到中间锻坯；镦拔锻造后对所述初级锻坯进行表面修磨处理；步骤三、将步骤二中所述中间锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下20℃的条件下进行1火次的成形锻造，所述成形锻造为两墩三拔，锻造比为7.0，水冷后分切下料得到半成品锻件；成形锻造后对所述中间锻坯进行表面修磨处理；步骤四、将步骤三中所述半成品锻件进行固溶处理，所述固溶处理的具体工艺为：将所述半成品锻件先在Ti12LC钛合金β相变点以下20℃的条件下保温90min进行第一固溶处理，再随炉冷却至Ti12LC钛合金β相变点以下100℃的条件下保温90min进行第二固溶处理，然后空冷至室温；步骤五、对步骤四中经固溶处理后的半成品锻件进行时效处理，得到规格为130mm×130mm×300mm的Ti12LC钛合金锻件；所述时效处理的具体工艺为：将固溶处理后的半成品锻件在温度为560℃的条件下保温8h，然后空冷至室温。图1为实施例1制备的Ti12LC钛合金锻件的高倍组织图，从图1中可以看出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将Ti12LC钛合金铸锭在始锻温度为950℃～1150℃的条件下进行两火次的开坯锻造，分切下料得到初级锻坯；每火次所述开坯锻造的锻造比均为7.8～8.4；步骤二、将步骤一中所述初级锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下进行1火次的镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；所述镦拔锻造的锻造比为6～7.2；步骤三、将步骤二中所述中间锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下进行1火次的成形锻造，水冷后分切下料得到半成品锻件；所述成形锻造的锻造比为6～7.2；步骤四、将步骤三中所述半成品锻件进行固溶处理，所述固溶处理的具体工艺为：将所述半成品锻件先在Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下保温60min～120min进行第一固溶处理，再随炉冷却至Ti12LC钛合金β相变点以下60℃～100℃的条件下保温60min～120min进行第二固溶处理，然后空冷至室温；所述第一固溶处理的温度与步骤三中所述成形锻造的始锻温度之差为‑5℃～5℃；步骤五、对步骤四中经固溶处理后的半成品锻件进行时效处理，得到Ti12LC钛合金锻件；所述时效处理的具体工艺为：将固溶处理后的半成品锻件在温度为520℃～580℃的条件下保温6h～10h，然后空冷至室温。...

【技术特征摘要】
1.一种Ti12LC钛合金锻件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将Ti12LC钛合金铸锭在始锻温度为950℃～1150℃的条件下进行两火次的开坯锻造，分切下料得到初级锻坯；每火次所述开坯锻造的锻造比均为7.8～8.4，其中，第一火次开坯锻造的始锻温度大于第二火次开坯锻造的始锻温度；步骤二、将步骤一中所述初级锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下进行1火次的镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；所述镦拔锻造的锻造比为6～7.2；步骤三、将步骤二中所述中间锻坯在始锻温度为Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下进行1火次的成形锻造，水冷后分切下料得到半成品锻件；所述成形锻造的锻造比为6～7.2；步骤四、将步骤三中所述半成品锻件进行固溶处理，所述固溶处理的具体工艺为：将所述半成品锻件先在Ti12LC钛合金β相变点以下10℃～30℃的条件下保温60min～120min进行第一固溶处理，再随炉冷却至Ti12LC钛合金β相变点以下60℃～100℃的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏省，尹雁飞，侯智敏，李思兰，毛小南，赵永庆，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61