一种具有高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法技术

一种高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法，包括以下步骤：（1）将TC2钛合金小锻件放在电阻炉里进行加热，加热温度设定为在β相变点以下20℃，炉子到达设定温度后，保温时间t分钟，到达保温时间后坯料空冷至室温；所述的保温时间t分钟，按下式计算：t=η

【技术实现步骤摘要】
一种具有高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法


[0001]本专利技术属于热处理
，涉及一种具有高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法。

技术介绍

[0002]TC2钛合金是一种具有中等强度和较好塑性的近α型钛合金，它含有4% α稳定元素Al和1.5% β稳定元素Mn。研究表明，TC2钛合金显微组织中的条状α相含量对TC2钛合金锻件的冲击韧性有较明显的影响，增加条状α含量可提高TC2钛合金锻件的冲击韧性。通常情况下，退火态TC2钛合金小规格棒材（直径≤100mm）的显微组织中条状α含量很低（大多≤10%），采用小规格棒材按常规工艺生产的锻件的显微组织中条状α含量也很低（大多≤10%），进而导致TC2钛合金小锻件的冲击韧性偏低。解决显微组织中片状α含量偏少问题是TC2钛合金小锻件的一大难题。
[0003]TC2钛合金锻造通常是在相变点下50～30℃加热，即T
β
－（50～30）℃加热。因温度较低，仅有少量的初生α相在加热过程中转变为β相。到达保温时间后，坯料出炉锻造，因坯料规格较小，在坯料与模具接触过程中，坯料迅速降温，少量的转变β相来不及析出更多的条状α相，进而导致锻件的显微组织中条状α相偏少。
[0004]经过常规锻造的TC2锻件，通常采用普通退火热处理，退火温度一般采用700℃～800℃。因退火温度较低，退火过程中几乎不会产生新的条状α，最终锻件的显微组织中条状α相偏少。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的针对现有技术的不足，提出一种高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法，利用高温加热和加热后空冷获得条状α相含量较高的显微组织，进而获得高冲击韧性。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0007]本专利技术所述的一种高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法，包括以下步骤。
[0008]（1）将TC2钛合金小锻件放在电阻炉里进行加热，加热温度设定为在β相变点以下20℃，即T
β
－20℃，炉子到达设定温度后，保温时间t分钟，到达保温时间后，将坯料空冷至室温。
[0009]所述的保温时间t分钟：t（nim）=η
×
δ
max
，δ
max
毫米为坯料最大截面厚度，η为坯料的加热系数，取值为1.0~1.2，50分钟≤t≤120分钟。
[0010]（2）将经过步骤（1）处理后的锻件放在电阻炉中加热至740～790℃，保温1～2h，然后空冷至室温。
[0011]本专利技术的优点是：1、采用的加热炉最高精度
±
5℃，大多厂可满足条件，实施难度不高；2、锻件可获得条状α相含量≥15%的显微组织，具有较高的冲击性能。
附图说明
[0012]图1为试验1号锻件的显微组织图片。
[0013]图2为试验2号锻件的显微组织图片。
具体实施方式
[0014]本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。
[0015]实施例1。
[0016]1、采用TC2钛合金Φ80mm规格圆棒材，测定其相变点温度为Tβ=976
±
3℃；下Φ80
×
50mm规格试料两件，按常规方式锻造：试料先在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
10℃；加热温度设定为936℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为80min；达到保温时间后，坯料出炉锻造，在750kg自由锻锤上将坯料拔长至50
×
50
×
100mm，锻后将空冷至室温，成形后的锻件编号试验1号和试验2号。
[0017]2、试验1号锻件按普通退火热处理：试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
10℃；加热温度设定为780℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为2h；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室温。
[0018]3、试验2号锻件按本专利技术热处理。
[0019]（1）将试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
5℃；加热温度设定为956℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为60min；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室温。
[0020]（2）将试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
10℃；加热温度设定为780℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为2h；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室温。
[0021]4、热处理结束后，对试验1号锻件和试验2号锻件进行理化检测，检测内容：显微组织、纵向室温力学性能，试验1号锻件和试验2号锻件各理化试样均取在相同的位置。
[0022]表1是试验1号锻件（常规）和试验2号锻件（本专利技术）的室温力学性能对比情况。
[0023]试验1号锻件的显微组织如图1所示；试验2号锻件的显微组织如图2所示。
[0024]实施例2。
[0025]1、某TC2钛合金小模锻件，工件有效厚度为20mm。
[0026]2、第1、2、3炉次按普通退火热处理：试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
10℃；加热温度设定为780℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为2h；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室温。
[0027]3、第4、5、6炉次按本专利技术热处理。
[0028]（1）将试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
5℃；加热温度设定为956℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为50min；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室
温。
[0029]（2）将试料在电阻炉中进行加热，电阻炉精度为
±
10℃；加热温度设定为780℃，炉子到达设定温度后开始计时，保温时间设定为2h；达到保温时间后，坯料出炉，空冷至室温。
[0030]4、热处理结束后，对试验1号锻件和试验2号锻件进行理化检测，检测内容：显微组织、纵向室温力学性能，试验1号锻件和试验2号锻件各理化试样均取在相同的位置。
[0031]表2是第1、2、3炉次（常规）和第4、5、6炉次（本专利技术）锻件的室温力学性能对比情况。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高冲击韧性的TC2钛合金小锻件热处理方法，其特征是包括以下步骤：（1）将TC2钛合金小锻件放在电阻炉里进行加热，加热温度设定为在β相变点以下20℃，炉子到达设定温度后，保温时间t分钟，到达保温时间后坯料空冷至室温；所述的保温时间t分钟，按下式计算：t=η
×

【专利技术属性】
技术研发人员：车安达，张元东，刘秀良，杨宏伟，舒勇，马思琴，施文鹏，
申请(专利权)人：江西景航航空锻铸有限公司，
类型：发明
国别省市：