超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法技术

本发明专利技术涉及钛合金热加工技术领域，提供了一种超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，包括如下步骤：S1、采用差示扫描量热分析法测试TB18钛合金的ω相析出温度点T

【技术实现步骤摘要】
超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法


[0001]本专利技术涉及钛合金热加工
，尤其是一种超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法。

技术介绍

[0002]超高强韧TB18钛合金是一种β型钛合金，抗拉强度＞1300MPa，延伸率＞5％，断裂韧性＞70MPa.m
1/2
。因此，TB18钛合金同时具有超高强度和高韧性的特性，可应用于飞机机身结构件，是航空航天中重要的承力结构材料。
[0003]超高强韧TB18钛合金部件采用模锻整体成形，但由于该合金的β稳定元素含量高，相变点低，因此在两相区锻造时的锻造温度偏低，导致其模锻成形的变形抗力极大，使得锻件极其难以流动充满。此外，由于锻件与空气和模具的对流换热较快，使得锻造成形的实际温度更低，极容易导致锻件在成形过程中的温度分布不均匀，导致锻件的显微组织和力学性能的均匀性较差。尤其是针对图1、图2中示出了变截面模锻件，当锻件在较低的温度下强行压制成形时，容易导致锻件发生绝热剪切，形成不均匀的变形条带和绝热剪切带；同时由于该模锻件为变截面结构，锻件各部位的变形量相差较大，极易导致锻件表面存在织构，极大地影响锻件的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，提高锻件的成形质量。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，包括如下步骤：
[0006]S1、采用差示扫描量热分析法测试TB18钛合金的ω相析出温度点T
ω
和β相变点T
β
；
[0007]S2、将棒料在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将棒料采用自由锻的方式制成荒坯，制坯完成后将荒坯冷却至室温；单道次压下的变形量控制在30％～50％；
[0008]S3、将荒坯在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将荒坯移至炉外并在第一时间内完成热包套，然后回炉保温；
[0009]S4、将步骤S2中包套的荒坯在第二时间内转移至模锻机上模锻成形；其中，压制速率为5.5
‑
7mm/s，模锻变形量分配为30％～60％。
[0010]进一步的，所述棒料和荒坯的加热方式为：以15～20℃/min快速升温至T
ω
+20℃～T
ω
+80℃，随后以5～10℃/min升温至目标加热温度，并开始保温。
[0011]进一步的，所述热包套采用锆基陶瓷保温棉覆盖于锻件表面，并用Ф1.5～Ф3mm铁丝扎紧,且第一时间不超过2min。
[0012]进一步的，包套完成后，回炉保温时间为批料最大厚度
×
0.8min/mm计算。
[0013]进一步的，其特征在于，所述第二时间不超过120s。
[0014]进一步的，所述棒料内杂质要求为：Fe≤0.15％，C≤0.08％，H≤0.015％，O≤
0.15％，N≤0.05％。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术实施例提供的超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，通过严格控制棒料的加热温度以及自由锻时的变形量，可以有效保证荒坯的变形均匀性；通过对荒坯进行热包套，并严格控制包套时间，可以有效限制荒坯在模锻过程中的热量损失和温度降低，提高了模锻过程中的温度均匀性和变形均匀性；通过严格控制荒坯加热温度以及模锻时的压制速率和变形量，可以有效避免绝热剪切带和变形条带的形成，同时还可避免织构的产生，保证锻件的显微组织和力学性能达到较高的水平，进而提高了锻件的成形质量。
附图说明
[0017]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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
[0018]图1是TB18钛合金变截面模锻件的平面示意图；
[0019]图2是图1中模锻件在厚度方向的示意图；
[0020]图3是采用差示扫描量热分析法获得的TB18钛合金的相变点图；
[0021]图4是实施例1的模锻件在30％变形量位置的显微组织图；
[0022]图5是实施例1的模锻件在60％变形量位置的显微组织图；
[0023]图6是实施例1的模锻件在30％变形量位置的极图；
[0024]图7是实施例1的模锻件在60％变形量位置的极图。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0026]本专利技术实施例提供的超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，包括如下步骤：
[0027]S1、采用差示扫描量热分析法测试TB18钛合金的ω相析出温度点T
ω
和β相变点T
β
；
[0028]S2、将棒料在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将棒料采用自由锻的方式制成荒坯，制坯完成后将荒坯冷却至室温；单道次压下的变形量控制在30％～50％；
[0029]S3、将荒坯在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将荒坯移至炉外并在第一时间内完成热包套，然后回炉保温；
[0030]S4、将步骤S2中包套的荒坯在第二时间内转移至模锻机上模锻成形；其中，压制速率为5.5
‑
7mm/s，模锻变形量分配为30％～60％。
[0031]步骤S1中，所述棒料材质为TB18钛合金，所述棒料内杂质要求为：Fe≤0.15％，C≤0.08％，H≤0.015％，O≤0.15％，N≤0.05％。当然，钛合金的ω相析出温度和β相变温度还可以采用其他方法获得，在此不做具体的限定。所述棒料以15～20℃/min快速升温至T
ω
+20℃～T
ω
+80℃，随后以5～10℃/min升温至目标加热温度。所述棒料在炉内的保温时间与其
厚度有关，棒料的厚度越厚，其保温时间越长。所述棒料在块锻机上采用自由锻的方式锻造成长方体形的荒坯，锻造完成后将荒坯风冷至室温。
[0032]步骤S2中，所述荒坯以15～20℃/min快速升温至T
ω
+20℃～T
ω
+80℃，随后以5～10℃/min升温至目标加热温度。所述荒坯在炉内的保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超高强韧TB18钛合金变截面模锻件的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用差示扫描量热分析法测试TB18钛合金的ω相析出温度点T
ω
和β相变点T
β
；S2、将棒料在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将棒料采用自由锻的方式制成荒坯，制坯完成后将荒坯冷却至室温；单道次压下的变形量控制在30％～50％；S3、将荒坯在炉内加热至(T
β
‑
30)～(T
β
‑
15)℃后保温，随后将荒坯移至炉外并在第一时间内完成热包套，然后回炉保温；S4、将步骤S2中包套的荒坯在第二时间内转移至模锻机上模锻成形；其中，压制速率为5.5
‑
7mm/s，模锻变形量分配为30％～60％。2.根据权利要求1所述的超高强韧钛合金变...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢静，邓浩，张新全，翟瑞志，罗恒军，向伟，冯军，秦锋英，李波，
申请(专利权)人：中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：