【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属热加工领域，具体地涉及一种tc21钛合金超大型缘条模锻件的热处理冷却过程中显微组织均匀性控制方法。
技术介绍
1、tc21钛合金是飞机结构件的主要应用材料。工业生产中，tc21钛合金经过锻造和热处理后可形成网篮组织，即由微米级的初生α片层和纳米级的次生α组成。然而，由于tc21钛合金的成分设计，导致其对热处理的冷却速率极为敏感。若热处理固溶过程中冷却速率慢，会导致tc21锻件的初生α粗大且含量过高，进而会使得模锻件的强度较低。反之，冷却速率过快会导致初生α含量较低，使得韧性偏低。因此，工业中针对超大型的tc21钛合金模锻件，在固溶热处理完成后通常需要吹风冷却。
2、超大型tc21缘条模锻件(重量为1000～2500kg)是一种厚度较薄，但规格较大的模锻件。在热处理后的风冷过程中，由于风场的不均匀很容易导致锻件在边缘和中心位置的冷却速率不同，进而导致显微组织和力学性能差异极大。因此，超大型tc21缘条模锻件在热处理冷却过程中的显微组织均匀性控制难度大，无法实现强度和韧性的最佳匹配。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种tc21钛合金超大型缘条模锻件的热处理冷却过程中显微组织均匀性控制方法，该方法通过在固溶热处理后做包套处理之后风冷，可有效控制模锻件边缘和心部冷却差值，实现了超大型tc21钛合金模锻件晶界α连续性，以及初生α含量、形貌和尺寸的控制，使得超大型锻件的强度和韧性最佳匹配。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案
3、所述tc21钛合金模锻件是指重量为1000～2500kg、厚度为50～200mm的tc21钛合金超大型缘条模锻件；
4、所述tc21钛合金模锻件的热处理冷却过程中显微组织控制方法包括如下步骤：
5、(1)固溶热处理
6、将锻造后的所述tc21钛合金模锻件做固溶热处理，固溶温度为890～910℃，固溶时间为6h；
7、(2)包套
8、固溶热处理后在30～90s内将所述tc21钛合金模锻件转运到料架上做包套处理，采用陶瓷保温棉对所述tc21钛合金模锻件的边缘做包套处理，且包套时间小于等于60s，包套厚度为所述tc21钛合金模锻件厚度的0.05～0.3倍；
9、(3)风冷
10、包套后对所述tc21钛合金模锻件进行风冷，风冷至室温；风冷过程中所述tc21钛合金模锻件的边缘和心部的冷却速度差值小于5℃/min。
11、(4)时效热处理
12、去除包套，对风冷后的所述tc21钛合金模锻件做时效热处理，时效温度为560～590℃，时效时间为10h；时效结束后再次做步骤(3)的风冷。
13、进一步地，步骤(2)中采用钢制夹具固定包套
14、本专利技术具有如下有益效果：
15、(1)如果采用现有的tc21钛合金模锻件的空冷方法，会导致tc21钛合金超大型缘条模锻件冷却速率慢，进而使得初生α相的含量过高，使得强度降低。因此，本专利技术采用风机可控风冷的方式对锻件进行吹风冷却，同时调控风速实现对锻件的冷却速率控制，进而调控初生α的尺寸和比例。
16、(2)如果采用传统风冷的方法，锻件边缘会因为冷速过快使得初生α含量偏低，导致塑性不合，同时会导致锻件边缘和心部冷却速率差异较大，同样导致显微组织和力学性能不均匀。因此，本专利技术针对风冷过程中锻件边缘冷速快的位置进行热包套，再进行风冷，可以减小风冷过程中锻件边缘的冷速和心部的冷速差异，实现组织均匀性的控制。
17、(3)解决了超大型tc21钛合金模锻件变形均匀性差，及冷却速率慢导致的组织粗大等问题，实现了相变动力学控制，有效控制了初生α相因冷速过慢粗化的行为，保证了超大型锻件的组织均匀以及性能匹配。
18、(4)具有操作流程可控、显微组织稳定性高、力学性能优异的特点。
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1.TC21钛合金模锻件的热处理冷却过程中显微组织控制方法，其特征在于：所述TC21钛合金模锻件是指重量为1000～2500kg、厚度为50～200mm的TC21钛合金超大型缘条模锻件；
2.根据权利要求1所述的TC21钛合金模锻件的热处理冷却过程中显微组织控制方法，其特征在于：步骤(2)中采用钢制夹具固定包套。
3.根据权利要求1所述的TC21钛合金模锻件的热处理冷却过程中显微组织控制方法，其特征在于：所述陶瓷保温棉采用含Zr陶瓷保温棉。
【技术特征摘要】
1.tc21钛合金模锻件的热处理冷却过程中显微组织控制方法，其特征在于：所述tc21钛合金模锻件是指重量为1000～2500kg、厚度为50～200mm的tc21钛合金超大型缘条模锻件；
2.根据权利要求1所述的tc21钛...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓浩，罗恒军，尹慧，陈龙庆，向伟，尹卫东，
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：
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