[发明专利]一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金棒材制备技术领域，具体涉及一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法。

背景技术

随着航空、航天及船舶等工业技术的发展，对热强型TC25两相钛合金大规格棒材的要求日益增强，而开坯及后续锻造过程是成功制备TC25两相钛合金大规格棒材的关键。目前通过普通锻造加工方法生产困难很大，主要不足之处是材料加工经常出现较多的开裂，内裂等缺陷，产品性能指标不稳定，成材率低，因此普通锻造方法已不适用于大规格(直径Φ≥200mm)TC25两相钛合金棒材的制备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单，制备过程中开裂少，成品内部缺陷少的TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法。采用该方法制备的TC25钛合金棒材的直径Φ≥200mm，室温拉伸强度为1020MPa～1080MPa，屈服强度为920MPa～980MPa，延伸率大于12％，断面收缩率大于30％，硬度(HB)为3.2～3.5，500℃拉伸强度为760MPa～820MPa，550℃拉伸强度为720MPa～780MPa。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TC25两相钛合金大规格棒材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)切去TC25两相钛合金铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；

(2)用油压机或水压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50℃～150℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上50℃～100℃，两火次的终锻温度均不低于850℃，两火次的累积变形量为80％以上；

(3)将步骤(2)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上30℃～40℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为80％以上；

(4)将步骤(3)中经反复镦粗和拔长锻造后的锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之下30℃～40℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2～3次，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为80％以上；

(5)重复步骤(4)一次，得到坯料；

(6)将步骤(5)中所述坯料空冷至室温，然后将坯料表面的裂纹打磨干净，将打磨后的坯料在始锻温度为铸锭β相变点之下30℃～40℃的条件下反复倒棱滚圆锻造2次，终锻温度不低于850℃，锻造累积变形量为60％以上；

(7)重复步骤(6)一次，空冷至室温得到直径Φ≥200mm的TC25两相钛合金大规格棒材。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明工艺简单，不需要特殊设备，加工成本低，制备过程中开裂少，成品内部缺陷少，易实现工业化生产。

2、采用本发明方法生产的TC25两相钛合金大规格棒材内部缺陷少，安全性高，产品稳定性好，产品成材率比现有技术至少提高了15个百分点，生产的棒材可用作航空发动机压气机等零件。

3、采用本发明方法生产的TC25两相钛合金大规格棒材的室温拉伸强度为1020MPa～1080MPa，屈服强度为920MPa～980MPa，延伸率大于12％，断面收缩率大于30％，硬度(HB)为3.2～3.5，500℃拉伸强度为760MPa～820MPa，550℃拉伸强度为720MPa～780MPa。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

(1)采用直径Φ700mm的TC25(Ti-6.7Al-1.5Sn-4Zr-2Mo-1W-0.15Si)两相钛合金铸锭，切去铸锭冒口和锭底，除去铸锭表皮气孔；

(2)用2500吨油压机将步骤(1)中除去表皮气孔后的铸锭开坯锻造两火次得到锻坯，第一火次的始锻温度为铸锭β相变点之上150℃，第二火次的始锻温度为铸锭β相变点之上100℃，两火次的终锻温度均为900℃，两火次的累积变形量为80％；

(3)将步骤(2)中所述锻坯空冷至室温，然后将锻坯表面的裂纹打磨干净，将打磨后的锻坯在始锻温度为铸锭β相变点之上30℃的条件下反复镦粗和拔长锻造2次，终锻温度为900℃，锻造累积变形量为120％；