一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，包括如下步骤：S1、β单相区大变形量开坯锻造：锻造火次共2火次，每火次均进行大变形量镦拔锻造，锻造后空冷。S2、α+β两相区大变形量对角拔长锻造：锻造火次共1～2火次，每火次均进行大变形量对角拔长锻造，锻造后空冷。S3、β单相区小变形量快速镦拔锻造：锻造火次共1火次，对坯料快速镦拔锻造，锻造后空冷；S4、α+β两相区小变形量直拔锻造：锻造火次共3～5火次，将坯料直拔锻造，锻造后空冷，得到Ti6Al4V钛合金大规格棒材。该方法优化了热加工工艺和流程，减少锻造火次，提高棒材组织的均匀性和性能一致性。均匀性和性能一致性。均匀性和性能一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法


[0001]本专利技术属于有色金属加工
，涉及一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法。

技术介绍

[0002]Ti6Al4V钛合金是目前钛合金工业中应用量最大、研究最广的合金，具有优良的耐蚀性、高的比强度、较好的强韧性和焊接性等一系列优点，广泛应用于航空航天工业领域，如飞机吊挂接头、壁板、紧固件等重要结构件。目前国内生产的Ti6Al4V大规格棒材存在锻造火次多、加工周期长、加工成本高等问题，不能满足民机高可靠性、高稳定性、低成本的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，该方法优化了热加工工艺和流程，减少锻造火次，提高棒材组织的均匀性和性能一致性，并从棒材切取试样进行热变形，验证棒材经过后续变形后对应的组织与性能，最终能够成功生产出抗拉强度超过949MPa，直径200mm≤Φ≤450mm的民机用低成本高质量Ti6Al4V钛合金棒材。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]S1、β单相区大变形量开坯锻造：
[0007]锻造火次共2火次，每火次均进行大变形量镦拔锻造，锻造后空冷。
[0008]S2、α+β两相区大变形量对角拔长锻造：
[0009]锻造火次共1～2火次，每火次均进行大变形量对角拔长锻造，锻造后空冷。
[0010]S3、β单相区小变形量快速镦拔锻造：
[0011]锻造火次共1火次，对坯料快速镦拔锻造，锻造后空冷；
[0012]S4、α+β两相区小变形量直拔锻造：
[0013]锻造火次共3～5火次，将坯料直拔锻造，锻造后空冷，得到Ti6Al4V钛合金大规格棒材。
[0014]进一步地，所述制备方法还包括试样镦粗锻造：
[0015]锻造火次共1火次，选择步骤S4获得的棒材切取试样，加热到α+β两相区温度并保温，出炉后镦粗锻造，锻造后空冷。
[0016]进一步地，所述试样镦粗锻造的加热温度为940℃～980℃，锻比为2.0～3.0，镦粗速率为20mm/s～50mm/s。
[0017]进一步地，所述大变形量的锻造比为3.0
‑
5.0，所述小变形量的锻造比小于3。
[0018]进一步地，所述步骤S1中第1火次的加热温度为1100℃～1200℃，保温时间为11h～13h；第2火次的加热温度为1030℃～1100℃，保温时间9h～11h；每火次锻造比为3.0～
5.0。
[0019]进一步地，所述步骤S2的加热温度为930℃～980℃，每火次锻造比为3.0～4.0。
[0020]进一步地，所述步骤S3的锻造温度为1030℃～1100℃，锻造比为1.5～3.0。
[0021]进一步地，所述步骤S4的加热温度为930℃～970℃，每火次锻比为1.5～2.5。
[0022]进一步地，所述Ti6Al4V钛合金大规格棒材的规格为200mm≤Φ≤450mm
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]从材料变形角度考虑，通过设计不同相区加热后对应的变形量，开坯阶段在β单相区大变形量开坯锻造，充分破碎铸态晶粒，细化晶粒尺寸；最后在成形阶段在α+β两相区小变形锻造，通过多次小变形，保证过程的稳定与晶粒的进一步细化。该方法优化了热加工工艺和流程，减少锻造火次，提高棒材组织的均匀性和性能一致性，并从棒材切取试样进行热变形，验证棒材经过后续变形后对应的组织与性能。最终能够成功生产出抗拉强度超过949Mpa，直径为200mm≤Φ≤450mm的民机用低成本高质量Ti6Al4V钛合金棒材。
[0025]本专利技术中，通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例1制备的Φ250mm大规格棒材低倍组织图；
[0029]图2(a)为本专利技术实施例1制备的Φ250mm大规格棒材边部显微组织图；
[0030]图2(b)为本专利技术实施例1制备的Φ250mm大规格棒材r/2处显微组织图；
[0031]图2(c)为本专利技术实施例1制备的Φ250mm大规格棒材心部显微组织图；
[0032]图3为本专利技术实施例2制备的Φ300mm大规格棒材低倍组织图；
[0033]图4(a)为本专利技术实施例2制备的Φ300mm大规格棒材边部显微组织图；
[0034]图4(b)为本专利技术实施例2制备的Φ300mm大规格棒材r/2处显微组织图
[0035]图4(c)为本专利技术实施例2制备的Φ300mm大规格棒材心部显微组织图；
[0036]图5为本专利技术实施例3制备的Φ450mm大规格棒材低倍组织图；
[0037]图6(a)为本专利技术实施例3制备的Φ450mm大规格棒材边部显微组织图；
[0038]图6(b)为本专利技术实施例3制备的Φ450mm大规格棒材r/2处显微组织图
[0039]图6(c)为本专利技术实施例3制备的Φ450mm大规格棒材心部显微组织图。
具体实施方式
[0040]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置的例子。
[0041]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0042]本专利技术一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，具体包括以下步骤：
[0043]步骤1、β单相区大变形量开坯锻造：
[0044]第1火次将铸锭加热至1100℃～1200℃，两镦两拔后空冷，锻比控制在3.0～5.0之间，保温时间为11h～13h，锻造空冷后修磨清除坯料表面裂纹；第2火次加热至1030℃～1100℃，保温时间9h～11h，两镦两拔后空冷，锻比控制在3.0～5.0之间，锻造空冷后修磨清除坯料表面裂纹。
[0045]步骤2，α+β两相区大变形量对角拔长锻造
[0046]将经步骤1开坯锻造后的坯料加热至930℃～980℃之间，锻造火次共1～2火次，每火次均进行对角拔长锻造，每火次锻造比控制在2.0～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、β单相区大变形量开坯锻造：锻造火次共2火次，每火次均进行大变形量镦拔锻造，锻造后空冷。S2、α+β两相区大变形量对角拔长锻造：锻造火次共1～2火次，每火次均进行大变形量对角拔长锻造，锻造后空冷。S3、β单相区小变形量快速镦拔锻造：锻造火次共1火次，对坯料快速镦拔锻造，锻造后空冷；S4、α+β两相区小变形量直拔锻造：锻造火次共3～5火次，将坯料直拔锻造，锻造后空冷，得到Ti6Al4V钛合金大规格棒材。2.根据权利要求1所述的一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括试样镦粗锻造：锻造火次共1火次，选择步骤S4获得的棒材切取试样，加热到α+β两相区温度并保温，出炉后镦粗锻造，锻造后空冷。3.根据权利要求2所述的一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，所述试样镦粗锻造的加热温度为940℃～980℃，锻比为2.0～3.0，镦粗速率为20mm/s～50mm/s。4.根据权利要求1所述的一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向宏，王涛，杨栋，史蒲英，王凯旋，张慧杰，何永胜，张丰收，
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：