一种钛合金坯料热透时间的测算方法技术

本发明专利技术属于钛合金锻造加工及热处理领域，涉及一种钛合金坯料热透时间的测算方法。测算方法的步骤如下：建立等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线；制备热透时间测算试验件；对热透时间测算试验件进行热处理；确定试棒(3)组织中等轴初生α相的含量；确定热透时间。本发明专利技术提供了一种钛合金坯料热透时间的测算方法，大幅度提高了测算精度；简化了装配操作，便于在生产中实施。

A method for measuring the thermal penetration time of titanium alloy billets

The invention belongs to the field of titanium alloy forging and heat treatment, and relates to a method for calculating the heat transmission time of titanium alloy billets. The steps of the calculation method are as follows: to establish the corresponding relationship curve between the primary alpha phase content and the heating temperature; to prepare the test parts for the thermal penetration time; to heat the test parts of the thermo penetration time; to determine the content of the primary primary alpha phase in the specimen (3) and to determine the time of the heat penetration. The invention provides a method for measuring the heat penetration time of titanium alloy billets, which greatly improves the accuracy of calculation, simplifies the assembly operation and is convenient for implementation in production.

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金坯料热透时间的测算方法
本专利技术属于钛合金锻造加工及热处理领域，涉及一种钛合金坯料热透时间的测算方法。
技术介绍
钛合金具有质轻、高强、耐腐蚀的优良性能，是航空、航天和航海等领域的重要结构材料。随着我国钛合金研究与应用水平的提高，钛合金的应用领域与范围不断拓展，钛合金制件的牌号、种类、结构形式、尺寸等越来越丰富。为此，针对不同的钛合金制件性能需求，需要更有针对性的制定热机械处理工艺，实现制件组织的均匀与性能的稳定，同时降低工艺开发与试验成本，提高效益。这其中，不同加热制度下的保温时间是钛合金坯料热机械处理工艺较为重要的工艺参数之一。不同几何形状、不同尺寸或不同牌号的钛合金坯料形式，加热保温时间存在较大差异。如何精确测算保温时间，对于钛合金坯料的组织均匀性及组织的精细控制十分重要。例如，采用β锻造或准β锻造工艺制备的钛合金制件，锻前加热时间既要保证坯料芯部组织转变及微区成分均匀化的完成，又要避免β相过分长大。因此，需要控制加热时间在一个合理的区间。为此，针对坯料不同的几何形状和尺寸，进行一定的试验测算虽耗费较大，但却是十分必要的。中国专利“确定TC17钛合金坯料在热处理炉内的加热时间的方法”(201510995923.X)公开了一种针对圆柱形棒料的打孔埋热电偶的测温装置，利用获得的坯料心部与表面温升曲线，结合实测的TC17钛合金在不同温度下的热导率和比热容数据，采用Deform3D软件中的heattreatment模块进行传热学分析，建立起确定TC17钛合金在热处理炉内加热时间的方法。该法存在的问题是：第一、测温装置与热处理炉间的装配操作复杂，实施不方便，且危险系数高；第二、精度差，不能排除由于热电偶的热导率远高于钛合金坯料的热导率而带来的误差，只能给出坯料心部到温时间，无法通过坯料心部组织转变完成与否判断坯料是否热透。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种钛合金坯料热透时间的测算方法，以便提高测算精度；简化装配操作，便于在生产中实施。本专利技术的技术方案是：一种钛合金坯料热透时间的测算方法，待测钛合金坯料的横截面形状为：圆形、正方形、正六边形或正八边形，其特征在于，测算的步骤如下：1、建立等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线：通过试验建立待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线；2、制备热透时间测算试验件：热透时间测算试验件包括试棒3和试块2；根据用户给出的待测钛合金目标加热温度T和步骤1获得的待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线，确定加热温度T对应的等轴初生α相含量V％，制备试棒3,试棒3是一个圆柱轴，试棒3组织中等轴初生α相含量V0％≥V％+10％，试棒3的牌号与待测钛合金坯料的牌号相同；采用相同牌号的钛合金制备试块2，试块2的横截面形状与尺寸与待测钛合金坯料的横截面形状与尺寸相同，在试块2上有一个贯通上下端面的、孔径为D的中心孔，D＝6mm～20mm，中心孔的内径与试棒3的外径过盈配合；当试块2为圆柱体时，试块2的高度H大于试块2横截面的直径；当试块2为正棱柱体时，试块2的高度H大于试块2横截面内切圆的直径；钛合金试棒3位于钛合金试块2的中心孔内，试棒3的上端高出试块2的上端面ΔH，试棒3的下端低于试块2的下端面ΔH，ΔH＝10mm～100mm；3、对热透时间测算试验件进行热处理：按照用户给出的目标加热温度T对步骤2获得的试验件进行保温时间为t1的热处理，t1＝10min～600min，保温结束后，立即取出试棒3进行空冷；4、确定试棒3组织中等轴初生α相的含量：选取试棒3长度中点位置制备金相试样，并进行组织观察，确定试棒3组织中等轴初生α相的含量V1％；5、根据V1％与V％的关系调整热处理保温时间，重复步骤2至步骤4，确定热透时间：5.1、V1％＞V％：以Δt为保温时间延长的增量，Δt＝5min～60min，重复步骤2至步骤4i次，i≥1，直至Vi％＞Vi+1％＝V％，Vi+1％为与热处理保温时间ti+1相对应的试棒3组织中等轴初生α相的含量，ti+1＝t1+i×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为ti+1；5.2、V1％＝V％：以Δt为保温时间缩短的减量，重复步骤2至步骤4j次，j≥1，直至Vj+1％＞Vj％＝V％，Vj+1％为与热处理保温时间tj+1相对应的试棒3组织中等轴初生α相的含量，tj+1＝t1-j×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为tj。本专利技术的优点是：提供了一种钛合金坯料热透时间的测算方法，大幅度提高了测算精度；简化了装配操作，便于在生产中实施。附图说明图1是本专利技术试验件的结构示意图。图2是图1的俯视图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。参见图1、2，一种钛合金坯料热透时间的测算方法，待测钛合金坯料的横截面形状为：圆形、正方形、正六边形或正八边形，其特征在于，测算的步骤如下：1、建立等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线：通过试验建立待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线；2、制备热透时间测算试验件：热透时间测算试验件包括试棒3和试块2；根据用户给出的待测钛合金目标加热温度T和步骤1获得的待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线，确定加热温度T对应的等轴初生α相含量V％，制备试棒3,试棒3是一个圆柱轴，试棒3组织中等轴初生α相含量V0％≥V％+10％，试棒3的牌号与待测钛合金坯料的牌号相同；采用相同牌号的钛合金制备试块2，试块2的横截面形状与尺寸与待测钛合金坯料的横截面形状与尺寸相同，在试块2上有一个贯通上下端面的、孔径为D的中心孔，D＝6mm～20mm，中心孔的内径与试棒3的外径过盈配合；当试块2为圆柱体时，试块2的高度H大于试块2横截面的直径；当试块2为正棱柱体时，试块2的高度H大于试块2横截面内切圆的直径；钛合金试棒3位于钛合金试块2的中心孔内，试棒3的上端高出试块2的上端面ΔH，试棒3的下端低于试块2的下端面ΔH，ΔH＝10mm～100mm；3、对热透时间测算试验件进行热处理：按照用户给出的目标加热温度T对步骤2获得的试验件进行保温时间为t1的热处理，t1＝10min～600min，保温结束后，立即取出试棒3进行空冷；4、确定试棒3组织中等轴初生α相的含量：选取试棒3长度中点位置制备金相试样，并进行组织观察，确定试棒3组织中等轴初生α相的含量V1％；5、根据V1％与V％的关系调整热处理保温时间，重复步骤2至步骤4，确定热透时间：5.1、V1％＞V％：以Δt为保温时间延长的增量，Δt＝5min～60min，重复步骤2至步骤4i次，i≥1，直至Vi％＞Vi+1％＝V％，Vi+1％为与热处理保温时间ti+1相对应的试棒3组织中等轴初生α相的含量，ti+1＝t1+i×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为ti+1；5.2、V1％＝V％：以Δt为保温时间缩短的减量，重复步骤2至步骤4j次，j≥1，直至Vj+1％＞Vj％＝V％，Vj+1％为与热处理保温时间tj+1相对应的试棒3组织中等轴初生α相的含量，tj+1＝t1-j×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为tj。为了确定任意尺寸的钛合金坯料的热透时间，在测算了3～5个形状相同但尺寸不同的相同牌号的钛合金坯料热透时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金坯料热透时间的测算方法，待测钛合金坯料的横截面形状为：圆形、正方形、正六边形或正八边形，其特征在于，测算的步骤如下：1.1、建立等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线：通过试验建立待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线；1.2、制备热透时间测算试验件：热透时间测算试验件包括试棒(3)和试块(2)；根据用户给出的待测钛合金目标加热温度T和步骤1.1获得的待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线，确定加热温度T对应的等轴初生α相含量V％，制备试棒(3),试棒(3)是一个圆柱轴，试棒(3)组织中等轴初生α相含量V0％≥V％+10％，试棒(3)的牌号与待测钛合金坯料的牌号相同；采用相同牌号的钛合金制备试块(2)，试块(2)的横截面形状与尺寸与待测钛合金坯料的横截面形状与尺寸相同，在试块(2)上有一个贯通上下端面的、孔径为D的中心孔，D＝6mm～20mm，中心孔的内径与试棒(3)的外径过盈配合；当试块(2)为圆柱体时，试块(2)的高度H大于试块(2)横截面的直径；当试块(2)为正棱柱体时，试块(2)的高度H大于试块(2)横截面内切圆的直径；钛合金试棒(3)位于钛合金试块(2)的中心孔内，试棒(3)的上端高出试块(2)的上端面ΔH，试棒(3)的下端低于试块(2)的下端面ΔH，ΔH＝10mm～100mm；1.3、对热透时间测算试验件进行热处理：按照用户给出的目标加热温度T对步骤1.2获得的试验件进行保温时间为t1的热处理，t1＝10min～600min，保温结束后，立即取出试棒(3)进行空冷；1.4、确定试棒(3)组织中等轴初生α相的含量：选取试棒(3)长度中点位置制备金相试样，并进行组织观察，确定试棒(3)组织中等轴初生α相的含量V1％；1.5、根据V1％与V％的关系调整热处理保温时间，重复步骤1.2至步骤1.4，确定热透时间：1.5.1、V1％＞V％：以Δt为保温时间延长的增量，Δt＝5min～60min，重复步骤1.2至步骤1.4i次，i≥1，直至Vi％＞Vi+1％＝V％，Vi+1％为与热处理保温时间ti+1相对应的试棒(3)组织中等轴初生α相的含量，ti+1＝t1+i×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为ti+1；1.5.2、V1％＝V％：以Δt为保温时间缩短的减量，重复步骤1.2至步骤1.4j次，j≥1，直至Vj+1％＞Vj％＝V％，Vj+1％为与热处理保温时间tj+1相对应的试棒(3)组织中等轴初生α相的含量，tj+1＝t1‑j×Δt，则待测钛合金坯料的热透时间为tj。...

【技术特征摘要】
1.一种钛合金坯料热透时间的测算方法，待测钛合金坯料的横截面形状为：圆形、正方形、正六边形或正八边形，其特征在于，测算的步骤如下：1.1、建立等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线：通过试验建立待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线；1.2、制备热透时间测算试验件：热透时间测算试验件包括试棒(3)和试块(2)；根据用户给出的待测钛合金目标加热温度T和步骤1.1获得的待测牌号钛合金组织中等轴初生α相含量与加热温度间的对应关系曲线，确定加热温度T对应的等轴初生α相含量V％，制备试棒(3),试棒(3)是一个圆柱轴，试棒(3)组织中等轴初生α相含量V0％≥V％+10％，试棒(3)的牌号与待测钛合金坯料的牌号相同；采用相同牌号的钛合金制备试块(2)，试块(2)的横截面形状与尺寸与待测钛合金坯料的横截面形状与尺寸相同，在试块(2)上有一个贯通上下端面的、孔径为D的中心孔，D＝6mm～20mm，中心孔的内径与试棒(3)的外径过盈配合；当试块(2)为圆柱体时，试块(2)的高度H大于试块(2)横截面的直径；当试块(2)为正棱柱体时，试块(2)的高度H大于试块(2)横截面内切圆的直径；钛合金试棒(3)位于钛合金试块(2)的中心孔内，试棒(3)的上端高出试块(2)的上端面ΔH，试棒(3)的下端低于试块(2)的下端面ΔH，ΔH＝10mm～100mm；1.3、对热透时间测算试验件进行热处理：按照用户给出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周毅，曹京霞，隋楠，黄旭，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11