Ti2AlNb合金棒材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及Ti2AlNb合金加工技术领域，尤其是涉及一种Ti2AlNb合金棒材及其制备方法和应用。Ti2AlNb合金棒材的制备方法，包括如下步骤：将Ti2AlNb合金铸锭分别在1050～1170℃、1010～1040℃和920～950℃进行镦拔循环；在每个温度范围下的镦拔循环的次数至少为3次；所述镦拔循环中，变形量为25％～60％。本发明专利技术的制备方法，减少了棒材锻造的温度点，镦拔锻造共需装炉次数为3次，通过同温热料多次回炉的方式，在保证棒材质量不降低的情况下，有效缩短了锻造流程，将棒材成材率提高到75％以上；同时探伤水平显著提高，将Ti2AlNb合金φ400mm规格棒材探伤水平由Φ3.2mm

【技术实现步骤摘要】
Ti2AlNb合金棒材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及Ti2AlNb合金加工
，尤其是涉及一种Ti2AlNb合金棒材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]Ti2AlNb合金属于新一代金属间化合物，具有较高的室温塑性、高温强度和抗氧化性能，能在700～800℃范围内长时间使用，短时使用温度可高于1100℃，因而受到人们的广泛关注。
[0003]随着航空航天工业的高速发展，Ti2AlNb合金被应用于大规格整体机匣部件，因而要求提高Ti2AlNb基合金棒材尺寸至约400mm。但对于Ti2AlNb合金，当棒材规格放大到Φ400mm后，存在芯部组织粗大问题，超声探伤显示棒材长度方向也存在不均匀现象，两端超声探伤杂波水平为Φ3.2mm
‑
6dB，中段局部区域仅能达到Φ3.2mm
‑
2dB；强度和塑性均有明显下降，且不同部位的性能差距较大，芯部室温塑性明显低于标准要求。
[0004]现有技术中为了解决上述问题，通过在多个温度点分别进行三维换向锻造2次，在镦拔锻造过程中共计至少需要装炉8次，导致现有技术存在工艺流程长，火耗严重，棒材成材率低(65％以下)等问题。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供Ti2AlNb合金棒材的制备方法，以解决现有技术中存在的棒材加工工艺流程长、成材率低等技术问题。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供Ti2AlNb合金棒材，等轴α/O体积分数为40％～50％，探伤水平可达到Φ2.0mm
‑
6dB。
[0008]本专利技术的又一目的在于提供Ti2AlNb合金棒材在制备整体机匣部件中的应用。
[0009]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010]Ti2AlNb合金棒材的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将Ti2AlNb合金铸锭分别在1050～1170℃、1010～1040℃和920～950℃进行镦拔循环；
[0012]在每个温度范围下的镦拔循环的次数至少为3次；
[0013]所述镦拔循环中，变形量为25％～60％。
[0014]在本专利技术的具体实施方式中，在每个温度范围下的镦拔循环中，变形量逐渐增加。
[0015]在本专利技术的具体实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：
[0016](a)将Ti2AlNb合金铸锭在1050～1170℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤；
[0017](b)将步骤(a)得到的棒坯在1010～1040℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤；
[0018](c)将步骤(b)得到的棒坯在920～950℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤。
[0019]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(a)中，所述镦拔循环中，变形量为30％～60％。
[0020]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(a)中，所述镦拔循环的次数为3次。进一步的，步骤(a)中，所述镦拔循环中，第一次的变形量D1为30％～40％，第二次的变形量D2为40％～50％，第三次的变形量D3为50％～60％；且D1＜D2＜D3。
[0021]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(b)中，所述镦拔循环中，变形量为30％～60％。
[0022]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(b)中，所述镦拔循环的次数为3次。进一步的，步骤(b)中，所述镦拔循环中，第一次的变形量D1’
为30％～40％，第二次的变形量D2’
为40％～50％，第三次的变形量D3’
为50％～60％；且D1’
＜D2’
＜D3’
。
[0023]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(c)中，所述镦拔循环中，变形量为25％～55％。
[0024]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(c)中，所述镦拔循环的次数为3次。进一步的，步骤(c)中，所述镦拔循环中，第一次的变形量D
1”为25％～35％，第二次的变形量D
2”为35％～45％，第三次的变形量D
3”为45％～55％；且D
1”＜D
2”＜D
3”。
[0025]在本专利技术的具体实施方式中，一次所述镦拔循环包括：于镦拔温度下沿第一方向进行镦粗操作，得到中间坯；然后将所述中间坯沿第一方向进行拔长操作。在完成一次镦拔循环后，棒坯尺寸恢复至原始尺寸。
[0026]在实际操作中，完成1个镦拔循环后回炉补温至镦拔温度再继续进行后续操作。
[0027]在本专利技术的具体实施方式中，所述第一方向为所述Ti2AlNb合金的长度方向。
[0028]本专利技术还提供了采用上述任意一种所述Ti2AlNb合金棒材的制备方法得到的Ti2AlNb合金棒材。
[0029]在本专利技术的具体实施方式中，所述Ti2AlNb合金棒材中，等轴α/O体积分数为40％～50％。
[0030]在本专利技术的具体实施方式中，所述Ti2AlNb合金棒材的端头与中段的超声波探伤结果满足Φ2.0mm
‑
6dB。
[0031]本专利技术还提供了上述任意一种所述Ti2AlNb合金棒材在制备整体机匣部件中的应用。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0033](1)本专利技术的Ti2AlNb合金棒材的制备方法，减少了棒材锻造的温度点，镦拔锻造共需装炉次数为3次，通过同温热料多次回炉的方式，在保证棒材质量不降低的情况下，有效缩短了锻造流程，将棒材成材率提高到75％以上，有效降低了Ti2AlNb合金棒材的成本。
[0034](2)本专利技术的Ti2AlNb合金棒材的制备方法在每个温度点进行至少3次镦拔，且镦拔变形量逐次增大，得到的等轴α/O体积分数在40％～50％之间，探伤水平显著提高，由Φ3.2mm
‑
6dB提高至Φ2.0mm
‑
6dB。
[0035](3)本专利技术在缩短工艺流程、降低成本的基础上，保证甚至提高了Ti2AlNb合金棒材的组织均匀性和力学性能，能够满足大规格整体机匣部件对材料的性能要求。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术实施例1制备得到的Ti2AlNb合金棒材的高倍组织图；其中，(a)、(b)和(c)分别对应棒材中部的边部、1/2R部和芯部的高倍组织图，放大倍数均为500倍；
[0038]图2为本专利技术比较例1制备得到的Ti2AlNb合金棒材的高倍组织图；其中，(a)、(b)和(c)分别对应棒材中部的边部、1/2R部和芯部的高倍组织图，放大倍数均为500倍。
具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Ti2AlNb合金棒材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将Ti2AlNb合金铸锭分别在1050～1170℃、1010～1040℃和920～950℃进行镦拔循环；在每个温度范围下的镦拔循环的次数至少为3次；所述镦拔循环中，变形量为25％～60％。2.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金棒材的制备方法，其特征在于，在每个温度范围下的镦拔循环中，变形量逐渐增加。3.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(a)将Ti2AlNb合金铸锭在1050～1170℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤；(b)将步骤(a)得到的棒坯在1010～1040℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤；(c)将步骤(b)得到的棒坯在920～950℃进行至少3次镦拔循环，然后冷却修伤。4.根据权利要求3所述的Ti2AlNb合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述镦拔循环中，变形量为30％～60％；优选的，步骤(a)中，所述镦拔循环的次数为3次；优选的，步骤(a)中，所述镦拔循环中，第一次的变形量D1为30％～40％，第二次的变形量D2为40％～50％，第三次的变形量D3为50％～60％；且D1＜D2＜D3。5.根据权利要求3所述的Ti2AlNb合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，所述镦拔循环中，变形量为30％～60％；优选的，步骤(b)中，所述镦拔循环的次数为3次；优选的，步骤(b)中，所述镦拔循环中，第一次的变形量D1’<...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓强，马雄，梁晓波，张建伟，石雨非，赵洪泽，王红卫，骆晨，周俊吉，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：