【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钛合金材料加工，具体涉及一种高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法。
技术介绍
1、钛合金因具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、耐低温、无磁、可焊、生物相容性好等优异的综合性能，在航空、航天、核工业、兵器、海洋、石油、化工、医疗、日常生活等诸多领域已得到广泛的应用。其中，在部分特殊领域钛合金材料会承受高速冲击载荷的问题，如航孔/航天飞行器非正常着陆时与着陆基面的冲击，高速运转的航空发动机叶片遭受飞鸟、冰雹、跑道碎石等离散源撞击，超音速导弹对舰船和地面军事堡垒的侵彻，高速飞行子弹对防护装甲的冲塞破坏等。因此，开发高抗冲击钛合金材料具有重要意义。
2、基于上述原因，西部超导材料科技股份有限公司经过多年的研发，开发出新型具有高抗冲击特性的m36钛合金(ti-al-mo-v-zr-cr-fe)，目前已在多个新型重点兵器装备上得到初步应用考核，具备广阔的发展前景。由于m36钛合金属于高al当量和mo当量材料，具有较高的变形抗力和较低的加工塑性，该牌号钛合金采用传统制备经验生产棒材时，在锻造过程中极易产生裂纹，对棒材的组织性能均匀性及力学性能造成不利影响，进一步影响材料的后续深加工和使用结构安全性，从而制约材料在某些场合的应用，即最终导致该材料难以满足对高抗冲击性能要求更为严格的兵器、航空、航天工业发展需求。
3、有鉴于此，本专利技术人提出一种高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
3、一种高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，所述制备方法基于m36钛合金材料在高温下应变补偿本构方程，先采用动态材料模型建立的温度与应力、应变以及应变速率之间的热加工特性，再在不同加热锻造区域采用不同锻造应变速率控制为主要特征进行m36钛合金棒材的制备，用于改善m36钛合金材料锻造过程裂纹产生及提高材料的组织和性能均匀性。
4、进一步地，所述m36钛合金棒材的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的单重1～5吨级m36钛合金铸锭，所述铸锭化学成分质量百分比为：al：3.5％～6.5％，mo：0.5％～3.5％，v：0.6％～3.5％，cr：0.6％～2.5％，zr：0.6％～2.5％，fe：0.6％～3.5％，其余为钛和不可避免的杂质元素，所述制备方法包括以下步骤：
5、步骤1、开坯锻造
6、将m36钛合金铸锭原料加热至相变点以上100℃～180℃后，进行3火次开坯锻造，开坯锻造方式为镦粗和拔长，得到m36钛合金初始锻坯；
7、步骤2、中间锻造
8、将步骤1得到的m36钛合金初始锻坯加热至相变点以上30℃～50℃后，进行3～4火次中间锻造，中间锻造方式为镦粗和拔长，得到m36钛合金中间锻坯；
9、步骤3、成品锻造
10、将步骤2得到的m36钛合金中间锻坯加热至相变点以下55℃～70℃后，进行2～3火次成品锻造，成品锻造方式为拔长，得到m36钛合金棒材；
11、步骤4、热处理
12、对步骤3得到的m36钛合金棒材进行热处理，并空冷至室温后即得到目标成品m36钛合金棒材。
13、进一步地，所述步骤1～3中每火次锻造的始锻温度均随火次数的增加而降低。
14、进一步地，所述步骤1～3中每火次锻造后均进行空冷。
15、进一步地，所述步骤1中m36钛合金铸锭原料的截面直径为420mm～720mm。
16、进一步地，所述步骤1进行开坯锻造时，每火次变形量50％～80％，应变速率0.5s-1～3s-1。
17、进一步地，所述步骤2进行中间锻造时，每火次变形量40％～70％，应变速率0.1s-1～0.3s-1。
18、进一步地，所述步骤3进行成品锻造时，每火次变形量30％～50％，应变速率0.05s-1～0.08s-1。
19、进一步地，所述步骤4进行热处理时，温度设定为700℃～850℃，保温时间设定为1h～2h。
20、进一步地，所述制备方法主要用于生产规格为φ130mm～φ380mm的m36钛合金棒材，且所述m36钛合金棒材的动态强度σa大于1650mpa，动态冲击吸收能ea1大于500mpa，同时动态塑性εup大于0.31。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术提供的制备方法，是基于m36钛合金材料在高温下应变补偿本构方程，先采用动态材料模型建立的温度-应力-应变-应变速率热加工特性，再在不同加热锻造区域采用不同锻造的控制参数，尤其是通过控制锻造温度、控制每火次变形量及应变速率。相较于现有技术，有效的改善了m36钛合金材料在锻造过程易产生裂纹的缺陷，提高制备过程稳定性和成材率，同时有效提高材料的组织和性能均匀性，另外该制备工艺操作简单可行，适于大规模工业化生产，且最终制备的m36钛合金棒材动态强度σa大于1650mpa，动态冲击吸收能ea1大于500mpa，动态塑性εup大于0.31，完全满足兵器、航空、航天工业对材料高抗冲击性能的技术要求。
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1.一种高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法基于M36钛合金材料在高温下应变补偿本构方程，先采用动态材料模型建立的温度与应力、应变以及应变速率之间的热加工特性，再在不同加热锻造区域采用不同锻造应变速率控制为主要特征进行M36钛合金棒材的制备，用于改善M36钛合金材料锻造过程裂纹产生及提高材料的组织和性能均匀性。
2.根据权利要求1所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述M36钛合金棒材的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的单重1～5吨级M36钛合金铸锭，所述铸锭化学成分质量百分比为：Al：3.5％～6.5％，Mo：0.5％～3.5％，V：0.6％～3.5％，Cr：0.6％～2.5％，Zr：0.6％～2.5％，Fe：0.6％～3.5％，其余为钛和不可避免的杂质元素，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1～3中每火次锻造的始锻温度均随火次数的增加而降低。
4.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1
5.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中M36钛合金铸锭原料的截面直径为420mm～720mm。
6.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1进行开坯锻造时，每火次变形量50％～80％，应变速率0.5s-1～3s-1。
7.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤2进行中间锻造时，每火次变形量40％～70％，应变速率0.1s-1～0.3s-1。
8.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤3进行成品锻造时，每火次变形量30％～50％，应变速率0.05s-1～0.08s-1。
9.根据权利要求2所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤4进行热处理时，温度设定为700℃～850℃，保温时间设定为1h～2h。
10.根据权利要求1～9任一项所述的高抗冲击M36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法主要用于生产规格为Φ130mm～Φ380mm的M36钛合金棒材，且所述M36钛合金棒材的动态强度σa大于1650MPa，动态冲击吸收能EA1大于500MPa，同时动态塑性εup大于0.31。
...【技术特征摘要】
1.一种高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法基于m36钛合金材料在高温下应变补偿本构方程，先采用动态材料模型建立的温度与应力、应变以及应变速率之间的热加工特性，再在不同加热锻造区域采用不同锻造应变速率控制为主要特征进行m36钛合金棒材的制备，用于改善m36钛合金材料锻造过程裂纹产生及提高材料的组织和性能均匀性。
2.根据权利要求1所述的高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述m36钛合金棒材的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的单重1～5吨级m36钛合金铸锭，所述铸锭化学成分质量百分比为：al：3.5％～6.5％，mo：0.5％～3.5％，v：0.6％～3.5％，cr：0.6％～2.5％，zr：0.6％～2.5％，fe：0.6％～3.5％，其余为钛和不可避免的杂质元素，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1～3中每火次锻造的始锻温度均随火次数的增加而降低。
4.根据权利要求2所述的高抗冲击m36钛合金棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1～3中每火次锻造后均进行空冷。
5.根据权利要求2所述的高抗冲击m36钛合金棒材...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛友川，刘向宏，寇宏超，胡浩岩，郝芳，陈海生，王凯旋，杜予晅，和永岗，冯勇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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