一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：A)制备TC11钛合金铸锭；B)将所述TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；C)将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。本申请采用β相变点之上50～150℃的条件下开坯与β相变点以下50～30℃的条件下锻制变形的TC11钛合金大规格棒材。采用本工艺生产的TC11钛合金大规格棒材性能优异，并能显著降低生产成本、提高效率。

Preparation of a TC11 titanium alloy bar with large size

The present invention provides a method for preparing a large bar of TC11 alloy, which comprises the following steps: A) the preparation of TC11 titanium alloy ingot; B) of the TC11 titanium alloy ingot in the beta phase transition point above 50~150 DEG C for at least two times at least two times upsetting and stretching, cooling after middle forging blank; C) the middle of forging blank in the following beta transition point 30~50 C for at least two times at least two times upsetting and stretching, after cooling by a large size TC11 titanium alloy bar. In this application, the TC11 titanium alloy bar is forged and deformed under the condition of 50~150 centigrade above the beta phase transition point and under the condition of 50~30 degrees centigrade below the phase transition point of beta. The TC11 titanium alloy bar produced by this process has excellent performance, and it can reduce the production cost and improve the efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法
本专利技术涉及钛合金制备
，尤其涉及一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法。
技术介绍
随着技术的发展，各行业对钛合金大规格要求越来越严格，大规格棒材的制备难点关键在于内外组织不均匀，由此导致大规格钛合金性能不合格。目前，大规格钛合金的制备工艺一般采用多次镦粗和拔长，达8火以上，甚至15火次，以保证内外组织均匀，但是该种工艺方式效率低，能耗高，同时工艺复杂，在相变点附近多次改变锻制温度，生产组织困难，增加能耗。因此，制备大规格钛合金要求开发一种操作简单、低成本、高效率的锻造工艺在当今工艺中是极其迫切的。TC11钛合金大规格棒材主要应用于航空航天领域，对产品的质量要求严格。现有TC11钛合金常规棒材工艺采用镦粗与拔长方式锻制成型，但是大规格(Φ≥400mm)TC11钛合金棒材的生产在国内还处于空白领域。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，本申请提供的制备方法可制备大规格(Φ≥400mm)TC11钛合金棒材，且钛合金棒材内外组织均匀，性能优异。有鉴于此，本申请提供了一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：A)，制备TC11钛合金铸锭；B)，将所述TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；C)，将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。优选的，步骤B)中所述镦粗采用低速率的镦粗方式，所述拔长采用“八向压下”锻制的拔长方式；所述镦粗的速率大于0且小于等于100mm/s。优选的，步骤C)中所述镦粗采用低速率的镦粗方式，所述拔长采用“上平下V、八向压下”锻制的拔长方式；所述镦粗的速率大于0且小于等于100mm/s。优选的，所述TC11钛合金铸锭的尺寸为Ф730～900mm，TC11钛合金大规格棒材的尺寸为Ф400～600mm。优选的，步骤B)中所述冷却的方式为空冷，总锻比：7～9。优选的，步骤C)中所述冷却的方式为空冷，总锻比：7～10。本申请提供了一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，首先制备了TC11钛合金铸锭，再将TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；最后将上述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。在上述TC11钛合金大规格棒材制备过程中，在β相变点以上50～150℃下进行初步开坯锻造是为了破碎铸锭的原始组织，为后续产品锻造提供合格的坯料，在β相变点以下50～30℃下锻制变形，这是成品锻造工艺温度，以利于制备组织均匀、性能优异的TC11钛合金大规格棒材。进一步的，在锻造的过程中，本申请采用低速率的镦粗方式，防止心部升温，有效改善了锻造均匀性，采用“上平下V、八向压下”锻制的拔长方式，保证了径向组织均匀性。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的TC11钛合金棒材不同部位的金相照片；图2为本专利技术实施例2制备的TC11钛合金棒材不同部位的金相照片。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。现有技术制备大规格(Φ≥400mm)钛合金棒材，由于锻造过程局部变形不均，使制备的钛合金棒材内部组织不均匀，由此影响了钛合金棒材的力学性能。基于此，本专利技术实施例公开了一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，该方法可制备内部组织均匀的大规格(Φ≥400mm)钛合金棒材，从而使钛合金棒材的力学性能优异。具体的，本申请提供了一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：A)，制备TC11钛合金铸锭；B)，将所述TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；C)，将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。在上述制备TC11钛合金大规格棒材的过程中，首先制备了TC11钛合金铸锭，所述TC11钛合金铸锭的制备方法按照本领域技术人员熟知的方式进行，对此本申请没有特别的限制。本申请TC11钛合金铸锭的直径在Φ730～900mm，以经过一系列变形得到直径大于400mm的大规格棒材。本申请然后将上述TC11钛合金铸锭进行开坯锻造，具体是在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后清理表面缺陷即得到中间锻坯。在上述温度范围内进行锻造以破坏铸锭的原始组织，为后续产品锻造提供合格的坯料。上述开坯锻造的拔长方式为“八向压下”锻制拔长，其中镦粗为低速率的镦粗方式；所述镦粗的速率大于0且小于等于100mm/s，在具体实施例中，所述镦粗的速率为20～55mm/s。所述镦粗拔长的总锻比：7～9。所述冷却的方式在实施例中为空冷。在本申请中，得到中间锻坯之后，则将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。在上述锻造过程中，锻造的温度为β相变点以下30～50℃，该温度使中间锻坯锻制变形，以形成成品钛合金棒材。本申请限定了上述镦粗和拔长的具体形式，其中镦粗为低速率的镦粗方式，该种镦粗方式可防止心部升温，改变锻造均匀性；拔长为“上平下V、八向压下”锻制的拔长方式，该种拔长方式可保证径向组织均匀。所述镦粗的速率大于0且小于等于100mm/s，在具体实施例中，所述镦粗的速率为10～40mm/s。上述镦粗拔长的总锻比：7～10。所述冷却的方式在实施例中为空冷。本申请提供的制备方法能够生产截面直径为400～600mm的TC11钛合金大规格棒材，棒材无内部缺陷，产品组织性能稳定；具体的，棒材的室温拉伸强度为1040～1080MPa，屈服强度为960～990MPa，延伸率大于12％，断面收缩率大于35％；高倍组织是(α+β)两相区内加工生产的组织，无完整的原始β晶界。本申请的制备方法操作简单，温度变换少，仅β→两相区；其它工艺：β→近β→两相→近β→两相，变化6次以上；且能耗低，效率高(锻造回火次数少，低于5火次)，其余工艺8～15火次。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的TC11钛合金棒材的制备方法进行详细说明，本专利技术的保护范围不受以下实施例的限制。实施例1①采用化学成分、表面质量合格的TC11钛合金铸锭，其直径为Φ730～900mm；②在铸锭β相变点之上50～150℃的条件下进行两次镦粗和拔长锻造，空冷，总锻比：8，得到中间锻坯，锻坯冷却至室温，清理表面缺陷；镦粗的操作要点：低速率(20～50mm/s)镦粗，拔长的操作要点：采用“八向压下”锻制拔长；③将中间锻坯在始锻温度为β相变点以下50～30℃的条件下进行两次镦粗和拔长，空冷，总锻比：9，得到截面直径为400mm的TC11钛合金棒材；镦粗的操作要点：低速率(10～30mm/s)镦粗，拔长的操作要点：采用“上平下V，八向压下”锻制拔长；④将TC11钛合金棒材按规定取样进行性能检验，结果如表1与图1所示，图1为本实施例制备的TC11钛合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：A)，制备TC11钛合金铸锭；B)，将所述TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；C)，将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。

【技术特征摘要】
1.一种TC11钛合金大规格棒材的制备方法，包括以下步骤：A)，制备TC11钛合金铸锭；B)，将所述TC11钛合金铸锭在β相变点以上50～150℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到中间锻坯；C)，将所述中间锻坯在β相变点以下30～50℃进行至少两次镦粗与至少两次拔长，冷却后得到TC11钛合金大规格棒材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中所述镦粗采用低速率的镦粗方式，所述拔长采用“八向压下”锻制的拔长方式；所述镦粗的速率大于0且小于等于100mm/s。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李露，王怀柳，代广霖，陈鑫，李昌高，
申请(专利权)人：攀钢集团成都钛材有限公司江油分公司，
类型：发明
国别省市：四川,51