[发明专利]Ti2AlNb基合金铸锭的开坯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸锭的开坯方法，特别是涉及了Ti₂AlNb基合金铸锭的开坯方法。 

背景技术

Ti₂AlNb基合金是一种新型的轻质高温结构材料，它是有Ti、Al以及Nb组成的金属间化合物，该类合金以O相、B2/β相和α2相为组成的两相或是三相复合组织，具有密度低、弹性模量高、高温强度高、断裂性能高、蠕变抗力高、热膨胀性能低、无磁性和阻燃性能好等优点，与高温钛合金相比具有更高的使用温度、抗蠕变性能和高温强度，其密度和热膨胀系数又要明显低于镍基高温合金，是未来航空航天领域中代替钛合金和高温合金的最好选择，具有广阔的应用前景。 

Ti₂AlNb基合金虽然有很多优点，但是却有一个致命的弱点，即该合金的可锻性很差，控制不好非常容易产生锻造开裂。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用三次拔长和两次镦粗的锻造方法，来实现Ti₂AlNb基合金铸锭的开坯。该方法能够使Ti₂AlNb基合金在完全动态再结晶的状态下降低其稳态变形抗力、提高工艺塑性，防止产生开坯裂纹，使铸态组织完全破碎，获得均匀、致密的锻态组织。 

为解决上述技术问题，本发明所述Ti₂AlNb基合金铸锭的开坯方法，其技术方案包括以下步骤： 

将Ti₂AlNb基合金铸锭上线切割机制成一个φ290×280mm的棒材；采用硅酸铝纤维对Ti₂AlNb基合金铸锭进行包套后，置入高温加热炉中加热至1150℃保温80分钟后放置压力机上，以0.01S^-1的应变速率进行反复镦粗、拔长：第一火拔长至350mm，第二火镦粗至270mm，第三火拔长至350mm，第四火镦粗 至270mm，第五火拔长至350mm，空冷；每火次间回炉加热至1150℃保温40分钟，保证每火次的终锻温度应≥1050℃。 

与现有技术相比，本发明的有益效果如下： 

本发明所述的Ti₂AlNb基合金铸锭的开坯方法，其所采用的变形温度区间为1050℃～1150℃，该温度区间为B2单相区，在此温度区间变形时，B2晶粒发生连续再结晶机制的动态再结晶，通过动态再结晶可以破碎铸态组织。同时，该条件下，既能保证铸锭变形时有较好的工艺塑性，又能保证该合金在变形时具有较低的稳态变形抗力。 

考虑到在锻造时，需要尽量提高生产效率，减少工件的温降，并且使Ti₂AlNb基合金能够充分的再结晶，开坯时所选用的应变速率为Ti₂AlNb基合金能发生动态再结晶的应变速率上限值0.01S^-1。 

本发明采用多次拔长+镦粗的开坯工艺，使开坯过程中，其总变形量到达50％以上，能够更好地破碎Ti₂AlNb基合金铸态组织，锻合Ti₂AlNb基合金内部缺陷，使组织均匀化。 

具体实施方式

实施本发明Ti₂AlNb基合金铸锭的开坯方法，需要提供锻造高温加热炉、压力机、机械手等设备。具体实施方式如下： 

提供Ti₂AlNb基合金铸锭，其名义化学成分为：Ti-22Al-25Nb。 

该合金的开坯工艺步骤如下： 

将Ti₂AlNb基合金铸锭上线切割机制成一个φ290×280mm的棒材；采用硅酸铝纤维对Ti₂AlNb基合金铸锭进行包套后，置入高温加热炉中加热至1150℃保温80分钟后放置压力机上，以0.01S^-1的应变速率进行反复镦粗、拔长：第一火拔长至350mm，第二火镦粗至270mm，第三火拔长至350mm，第四火镦粗至270mm，第五火拔长至350mm，空冷；每火次间回炉加热至1150℃保温40分钟，保证每火次的终锻温度应≥1050℃。