一种弱织构TA18钛合金棒材及其制备方法技术

本发明专利技术属于钛合金加工领域，公开了一种弱织构TA18钛合金棒材及其制备方法，制备方法包括制备TA18钛合金自耗电极；对所述自耗电极进行两次真空自耗熔炼，得到铸锭；采用对角拔长和换向镦拔对铸锭进行三次锻造，得到弱织构TA18钛合金棒材。本发明专利技术通过优化TA18钛合金的熔炼和锻造工艺，采用对角拔长和换向镦拔制备TA18钛合金棒材，制得的棒材各部位组织均匀，为等轴组织，且没有明显拉长组织，取向分布零散且随机，棒材织构较弱，有利于后期冷热加工过程中无缝管织构的控制，可为航空高压用TA18钛合金无缝管的制备提供坯料。钛合金无缝管的制备提供坯料。钛合金无缝管的制备提供坯料。

【技术实现步骤摘要】
一种弱织构TA18钛合金棒材及其制备方法


[0001]本专利技术属于钛合金加工领域，尤其涉及一种弱织构TA18钛合金棒材及其制备方法。

技术介绍

[0002]TA18(Ti
‑
3Al
‑
2.5V)是美国20世纪60年代末研制的近α型钛合金，早期是为飞机管路增压系统的应用而开发的，它不仅具有良好的室温、高温力学性能和耐腐蚀性能，更可贵的是还具有优异的冷、热加工工艺塑性、成形性和焊接性；另外，TA18钛合金对缺口不敏感，且与复合材料的强度和刚度具有优良的匹配，可以进一步获得很好的减重效果。因此，TA18钛合金可以用于制造工作温度达315℃，并有一定强度和抗氧化性要求的部件，如TA18钛合金无缝管在航空航天方面适合用做飞机和发动机上耐高压、轻质的液压和燃油等管路系统。目前锻造或者轧制生产的TA18钛合金棒材往往具有较强的织构，加强了棒材的各向异性，不利于在一些特殊环境的使用。
[0003]因此，有必要提供一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，减弱棒材的各向异性，有利于后期冷热加工过程中无缝管织构的控制。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种弱织构TA18钛合金棒材及其制备方法，减弱棒材的各向异性，棒材组织均匀且织构较弱，方便后期冷热加工过程中无缝管织构的控制。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，其特征在于，包括：采用海绵钛、铝钒合金、铝粒、钛铁合金、钛白粉进行混料压制多个电极块，将多个电极块焊接后获得自耗电极；对自耗电极进行两次真空自耗熔炼，得到铸锭；对铸锭进行第一阶段锻造：对铸锭进行偶数火次的三镦三拔，其中，每奇数火次镦拔采用对角拔长，每偶数火次镦拔采用换向镦拔，锻后空冷，打磨，得到一次锻造坯料；对一次锻造坯料进行第二阶段锻造：对一次锻造坯料进行偶数火次的三镦三拔，其中，每奇数火次镦拔采用对角拔长，每偶数火次镦拔采用换向镦拔，镦拔过程中在一次锻造坯料的下方和上方加入保温棉，锻后空冷，打磨，得到二次锻造坯料；对二次锻造坯料进行第三阶段锻造：第一火次将二次锻造坯料拔至八方，第二火次采用工模具将二次锻造坯料甩圆，得到TA18钛合金棒材。
[0006]进一步地，对自耗电极进行两次真空自耗熔炼，包括:第一次真空自耗熔炼的参数包括：熔炼电压为21
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31V，熔炼电流为3
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5kA，真空度≤1.0Pa，真空泄漏率≤1.0Pa/min。
[0007]进一步地，对自耗电极进行两次真空自耗熔炼，还包括:
第二次真空自耗熔炼的参数包括：熔炼电压为26
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30V，熔炼电流为4
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6kA，真空度≤1.0Pa，真空泄漏率≤1.0Pa/min。
[0008]进一步地，在对铸锭进行偶数火次的三镦三拔之前，包括：将铸锭扒皮、平头处理，并在800℃保温1小时；每火次三镦三拔之前，将铸锭升温至930
‑
1150℃，保温时间3
‑
4小时。
[0009]进一步地，在对一次锻造坯料进行偶数火次的三镦三拔之前，包括：每火次三镦三拔之前，将一次锻造坯料在870
‑
920℃保温2.5
‑
4h。
[0010]进一步地，对角拔长的下镦变形量为35
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50%，换向镦拔的镦粗变形量为40
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60%。
[0011]进一步地，对二次锻造坯料进行第三阶段锻造，包括：控制第三阶段锻造变形量≤35%。
[0012]进一步地，在第一火次将二次锻造坯料拔至八方之前，包括：将二次锻造坯料在830
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900℃保温2
‑
3h。
[0013]进一步地，在第二火次采用工模具将二次锻造坯料甩圆之前，包括：将工模具预热至350
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450℃。
[0014]另一方面，本专利技术公开了一种弱织构TA18钛合金棒材，采用上述的方法制得。
[0015]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术通过优化TA18钛合金的熔炼和锻造工艺，采用对角拔长和换向镦拔制备TA18钛合金棒材，制得的棒材各部位组织均匀，为等轴组织，且没有明显拉长组织，取向分布零散且随机，棒材织构较弱，有利于后期冷热加工过程中无缝管织构的控制，可为航空高压用TA18钛合金无缝管的制备提供坯料。
[0016]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法流程图；图2为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的低倍组织图；图3为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的边缘横向金相组织图；图4为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的1/2半径横向金相组织图；图5为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的中心横向金相组织图；图6为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的边缘纵向金相组织图；图7为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的1/2半径纵向金相组织图；图8为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的中心纵向金相组织图；图9为本专利技术实施例1的Φ90mm规格的TA18棒材的织构极图；图10为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的低倍组织图；图11为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的边缘横向金相组织图；图12为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的1/2半径横向金相组织图；图13为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的中心横向金相组织图；图14为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的边缘纵向金相组织图；
图15为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的1/2半径纵向金相组织图；图16为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的中心纵向金相组织图；图17为本专利技术实施例2的Φ150mm规格的TA18棒材的织构极图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本专利技术提供了一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，包括：采用海绵钛、铝钒合金、铝粒、钛铁合金、钛白粉进行混料压制多个电极块，将多个电极块焊接后获得自耗电极；对自耗电极进行两次真空自耗熔炼，得到铸锭；对铸锭进行第一阶段锻造：对铸锭进行偶数火次的三镦三拔，其中，每奇数火次镦拔采用对角拔长，保证晶粒更大程度的破碎，每偶数火次的镦拔采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，其特征在于，包括：采用海绵钛、铝钒合金、铝粒、钛铁合金、钛白粉进行混料压制多个电极块，将多个所述电极块焊接后获得自耗电极；对所述自耗电极进行两次真空自耗熔炼，得到铸锭；对所述铸锭进行第一阶段锻造：对所述铸锭进行偶数火次的三镦三拔，其中，每奇数火次镦拔采用对角拔长，每偶数火次镦拔采用换向镦拔，锻后空冷，打磨，得到一次锻造坯料；对所述一次锻造坯料进行第二阶段锻造：对所述一次锻造坯料进行偶数火次的三镦三拔，其中，每奇数火次镦拔采用对角拔长，每偶数火次镦拔采用换向镦拔，镦拔过程中在所述一次锻造坯料的下方和上方加入保温棉，锻后空冷，打磨，得到二次锻造坯料；对所述二次锻造坯料进行第三阶段锻造：第一火次将所述二次锻造坯料拔至八方，第二火次采用工模具将所述二次锻造坯料甩圆，得到TA18钛合金棒材。2.根据权利要求1所述的一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的对所述自耗电极进行两次真空自耗熔炼，包括:第一次真空自耗熔炼的参数包括：熔炼电压为21
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31V，熔炼电流为3
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5kA，真空度≤1.0Pa，真空泄漏率≤1.0Pa/min。3.根据权利要求2所述的一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的对所述自耗电极进行两次真空自耗熔炼，还包括:第二次真空自耗熔炼的参数包括：熔炼电压为26
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30V，熔炼电流为4
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6kA，真空度≤1.0Pa，真空泄漏率≤1.0Pa/min。4.根据权利要求1所述的一种弱织构TA18钛合金棒材的制备方法，其特征在于，在所述的对所述铸锭进行偶数火次的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭力，耿乃涛，游彦军，李京懋，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：