一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法技术

本发明专利技术公开的一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，包括以下步骤：步骤1、开坯锻造，步骤2、细晶化处理，步骤3、中间坯锻造，步骤4、成型锻造。本发明专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，通过对锻造火次和变形温度的合理配置、变形方式和成型方法的优化、锻造时的压下量和送进量等参数的合理设置，有效提高了锻坯的组织均匀性，使锻坯的探伤水平达到Φ2.0‑9dB以上，同时减小了锻坯的各向异性。成功突破了TA15钛合金大规格异形锻坯的组织性能均匀性和稳定性控制技术，获得了各项技术指标满足要求的大规格异形锻坯制备技术。本发明专利技术生产效率高、可操作性强，适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法
本专利技术属于有色金属加工方法
，具体涉及一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法。
技术介绍
TA15钛合金(名义成分为Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)，是一种典型的近α型钛合金，其相变点一般在980～1000℃之间，TA15钛合金具有较好的室温强度和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能，较高的比强度、抗蠕变性和耐腐蚀性。TA15钛合金主要应用于航空装备的关键承力构件，如机身上的承力框、梁等，这些关键承力构件是飞机的“脊梁”，对保障航空装备发展和能力形成具有重要作用。随着我国航空工业设计和制造技术的不断发展，以及特大吨位重型装备的相继投产，对新型飞机的结构件进一步轻量化和构件整体化提出更高、更新的要求，其中TA15作为飞机主要承力件整体框就需要更大的规格的“凸”字形结构大规格锻坯，这种大型的整体框的研制能进一步减重，去除焊接工序，提高生产效率，同时提高整体结构的稳定性，对航空工业的发展具有非常重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，有效的提高了锻坯的组织均匀性，同时减小了锻坯的各向异性。本专利技术所采用的技术方案是：一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，包括以下步骤：步骤1、开坯锻造：将TA15钛合金铸锭进行多火次开坯锻造，开坯温度1000-1200℃，保温240-300min，每火次出炉后对铸锭进行锻造变形，总锻比控制在18-30之间，得到坯料后空冷至室温，进行表面清伤处理；步骤2、细晶化处理：将经步骤1处理后的坯料在相变点以下30-70℃加热保温300-420min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以上30-50℃加热保温210-300min，进行一火次锻造变形，总锻比控制在12-16之间，锻造结束后转入循环水箱冷却，坯料冷却至室温后进行表面清伤处理；步骤3、中间坯锻造：将经步骤2处理后的坯料在相变点以下20-40℃加热保温240-360min，进行一火次或两火次锻造变形；然后在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行多火次锻造，总锻比控制在25-35之间，锻造结束后冷却至室温，进行表面清伤处理；步骤4、成型锻造：将经步骤3处理后的坯料在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以下40-70℃加热保温180-240min，进行多火次锻造，总锻比控制在3.9-5.4之间，锻后采用空冷即得。本专利技术的特点还在于，步骤1中TA15钛合金铸锭开坯锻造的火次数为三火次或四火次。步骤2中坯料在相变点以下进行一火次锻造变形的锻比在6-8之间。步骤2中坯料在相变点以上进行一火次锻造变形的锻比在4-8之间。步骤2中锻造结束后转入循环水箱冷却的转移时间不大于120s，冷却水温不高于80℃。步骤3中一火次或两火次锻造变形的锻比控制在每火次6-8之间。步骤3中多火次锻造的火次数为三火次或四火次，每火次锻比在6-7之间。步骤4中一火次锻造变形的锻比为1.5。步骤4中多火次锻造的火次数为两火次或三火次，每火次锻比在1.2-1.3之间。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，通过对锻造火次和变形温度的合理配置、变形方式和成型方法的优化、锻造时的压下量和送进量等参数的合理设置，有效提高了锻坯的组织均匀性，使锻坯的探伤水平达到Φ2.0-9dB以上，同时减小了锻坯的各向异性。成功突破了TA15钛合金大规格异形锻坯的组织性能均匀性和稳定性控制技术，获得了各项技术指标满足要求的大规格异形锻坯制备技术。本专利技术生产效率高、可操作性强，适合大规模工业化生产。附图说明图1a)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例1得到的锻坯节号-1高倍组织图；图1b)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例1得到的锻坯节号-2高倍组织图；图1c)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例1得到的锻坯节号-3高倍组织图；图2a)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例2得到的锻坯节号-1高倍组织图；图2b)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例2得到的锻坯节号-2高倍组织图；图2c)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例2得到的锻坯节号-3高倍组织图；图3a)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例3得到的锻坯节号-1高倍组织图；图3b)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例3得到的锻坯节号-2高倍组织图；图3c)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例3得到的锻坯节号-3高倍组织图；图4a)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例4得到的锻坯节号-1高倍组织图；图4b)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例4得到的锻坯节号-2高倍组织图；图4c)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例4得到的锻坯节号-3高倍组织图；图5a)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例5得到的锻坯节号-1高倍组织图；图5b)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例5得到的锻坯节号-2高倍组织图；图5c)是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例5得到的锻坯节号-3高倍组织图；图6是本专利技术一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法中实施例1-5得到的锻坯力学性能数据对比图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，轮廓尺寸为(80～200)×(700～900)×(1500～3500)mm，为“凸”字形结构，包括以下步骤：步骤1、开坯锻造：将TA15钛合金铸锭进行三火次或四火次开坯锻造，开坯温度1000-1200℃，保温240-300min，每火次出炉后对铸锭进行锻造变形，总锻比控制在18-30之间，得到坯料后空冷至室温，进行表面清伤处理；步骤2、细晶化处理：将经步骤1处理后的坯料在相变点以下30-70℃加热保温300-420min，进行一火次锻造变形，锻比在6-8之间；然后在相变点以上30-50℃加热保温210-300min，进行一火次锻造变形，锻比在4-8之间，总锻比控制在12-16之间，锻造结束后转入循环水箱冷却，转移时间不大于120s，冷却水温不高于80℃，坯料冷却至室温后进行表面清伤处理；步骤3、中间坯锻造：将经步骤2处理后的坯料在相变点以下20-40℃加热保温240-360min，进行一火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、开坯锻造：/n将TA15钛合金铸锭进行多火次开坯锻造，开坯温度1000-1200℃，保温240-300min，每火次出炉后对铸锭进行锻造变形，总锻比控制在18-30之间，得到坯料后空冷至室温，进行表面清伤处理；/n步骤2、细晶化处理：/n将经步骤1处理后的坯料在相变点以下30-70℃加热保温300-420min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以上30-50℃加热保温210-300min，进行一火次锻造变形，总锻比控制在12-16之间，锻造结束后转入循环水箱冷却，坯料冷却至室温后进行表面清伤处理；/n步骤3、中间坯锻造：/n将经步骤2处理后的坯料在相变点以下20-40℃加热保温240-360min，进行一火次或两火次锻造变形；然后在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行多火次锻造，总锻比控制在25-35之间，锻造结束后冷却至室温，进行表面清伤处理；/n步骤4、成型锻造：/n将经步骤3处理后的坯料在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以下40-70℃加热保温180-240min，进行多火次锻造，总锻比控制在3.9-5.4之间，锻后采用空冷即得。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、开坯锻造：
将TA15钛合金铸锭进行多火次开坯锻造，开坯温度1000-1200℃，保温240-300min，每火次出炉后对铸锭进行锻造变形，总锻比控制在18-30之间，得到坯料后空冷至室温，进行表面清伤处理；
步骤2、细晶化处理：
将经步骤1处理后的坯料在相变点以下30-70℃加热保温300-420min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以上30-50℃加热保温210-300min，进行一火次锻造变形，总锻比控制在12-16之间，锻造结束后转入循环水箱冷却，坯料冷却至室温后进行表面清伤处理；
步骤3、中间坯锻造：
将经步骤2处理后的坯料在相变点以下20-40℃加热保温240-360min，进行一火次或两火次锻造变形；然后在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行多火次锻造，总锻比控制在25-35之间，锻造结束后冷却至室温，进行表面清伤处理；
步骤4、成型锻造：
将经步骤3处理后的坯料在相变点以下30-50℃加热保温240-360min，进行一火次锻造变形；然后在相变点以下40-70℃加热保温180-240min，进行多火次锻造，总锻比控制在3.9-5.4之间，锻后采用空冷即得。


2.如权利要求1所述的一种大规格TA15钛合金异形锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝芳，许恩恩，张慧杰，樊彦杰，雷锦文，王凯旋，楼美琪，杜予咺，刘向宏，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61