【技术实现步骤摘要】
本公开的实施例涉及钛合金热加工，具体地，涉及适用于一种提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法。
技术介绍
1、航空发动机在服役过程中面临苛刻的温度与准静态/动态载荷，通过结构设计固然可以优化航发服役表现，但究其本质，仍然要落脚于发动机材料本身性能的提升。钛合金具备高比强度、比刚度、高损伤容限、高蠕变抗力、低疲劳敏感性等一系列优势，是制作大推重比航空发动机的理想材料。以国外为例，燃气涡轮发动机的风扇系统、低压压气机和约2/3的高压压气机均采用钛合金制造，钛合金用量约占发动机总重量的1/4至1/3。
2、目前世界上用于制造航空发动机的钛合金多为铝当量较高的近α或α+β合金，同时加入大量mo、zr、si等β稳定元素以提升合金在500℃以上服役时的蠕变以及疲劳性能。同晶型β稳定元素以及共析型β稳定元素共同加入在拔高合金力学性能上限的同时，也大大加剧了富硅高温钛合金组织敏感性，对其热加工工艺提出了更高要求。一方面是富硅高温钛合金锻造温度难以把控。常规的α+β两相区自由锻虽然能获得高体积分数的等轴α相，但随着锻造温度逐渐降低，硅化物与钛发生共析反应。过量非共格硅化物析出降低合金屈服强度的同时恶化塑性与韧性。另一方面是锻造变形速率难以把控。高应变速率锻造可充分细化组织，但变形不均匀，材料容易局部过热，性能出现波动；低应变速率材料变形充分均匀，α相充分再结晶并长大，但锻造效率低，能量耗散大，且同样容易在持续降温过程中析出大量硅化物。通过热处理固然可以一定程度上对α相形貌与硅化物析出行为进行调控，但针对异形锻件或大规
技术实现思路
1、本文中描述的实施例针对现有富硅钛合金锻造工艺不成熟，力学性能不稳定的问题，提出了一种提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法。
2、根据本公开的内容，提供了一种提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法，包括如下步骤：
3、步骤1：将富硅钛合金铸锭加热至β相变点以上150℃~200℃，保温一段时间后两镦两拔开坯，锻后强风冷至室温；
4、步骤2：将步骤1得到的钛合金方坯加热至β相变点以上50~100℃，保温一段时间后一墩一拔，锻后强风冷至室温；
5、步骤3：将步骤2得到的钛合金方坯在β相变点以下35~45℃进行保温，而后连续多火次近等温慢速锻压，锻造模腔预热温度为β相变点以下300~350℃，每火次间回炉保温一段时间，锻后空冷。
6、作为本公开的进一步说明，步骤1中所述钛合金铸锭采用随炉升温的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.8~1 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0.09/s。
7、作为本公开的进一步说明，步骤2中所述钛合金方坯采用到温入炉的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0.09/s。
8、作为本公开的进一步说明，步骤3中所述钛合金方坯采用随炉升温的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min，每火次包含一镦一拔，镦粗总变形量26~32%，镦粗与拔长应变速率0.02~0.04/s，火次间回炉保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min。
9、作为本公开的进一步说明，通过所述方法锻造的富硅钛合金显微组织为20%初生α相，60%细片层α相与20%残余β相组成的多层次组织，且在α/β相界面均匀析出纳米尺度硅化物。
10、本申请实施例提供的提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法，通过简单的锻造工艺，无需后续热处理，即可在富硅钛合金中调控出由15~20%等轴初生α相，55~65%细片层α相与残余β相组成的多层次组织，且在α/β相界面均匀析出纳米尺度硅化物，组织细小均匀且具备优异强-塑-韧匹配。
11、上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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1.一种提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述钛合金铸锭采用随炉升温的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.8~1 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0.09/s。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述钛合金方坯采用到温入炉的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0.09/s。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中所述钛合金方坯采用随炉升温的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min，每火次包含一镦一拔，镦粗总变形量26~32%，镦粗与拔长应变速率0.02~0.04/s，火次间回炉保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述方法锻造的富硅钛合金显微组织为20%初生α相，60%细片层α相与20%残余β
...【技术特征摘要】
1.一种提升富硅钛合金组织均匀性与强-塑-韧匹配的近等温锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述钛合金铸锭采用随炉升温的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.8~1 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0.09/s。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述钛合金方坯采用到温入炉的方式加热，保温时间为每1 cm2截面积保温0.4~0.6 min，镦粗变形量35~40%，镦粗与拔长应变速率0.06~0...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金山，戴锦华，唐斌，王军，樊江昆，赖敏杰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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