[发明专利]TA19钛合金大规格棒材的自由锻造方法

说明书

本发明公开了一种TA19钛合金大规格棒材的自由锻造方法，该方法经开坯锻造→第一次β转变温度以下锻造→第一次β转变温度以上锻造→第二次β转变温度以下锻造，从而获得组织均匀性良好，力学性能较高且非常稳定的α＋β类钛合金棒材。本发明穿插进行β转变温度以上锻造及β转变温度以下锻造，同时在拔长过程中采用摔圆拔长的方式，解决了自由锻造过程中固有的变形不均匀性问题，以满足目前国内对组织均匀性良好、超声波探伤指标优异的TA19钛合金大规格棒材的迫切需要。

技术领域

本发明涉及钛合金锻造技术领域，具体涉及一种TA19钛合金大规格棒材的自由锻造方法，用以制备组织均匀、性能优良的TA19钛合金棒材，该棒材可以用于制备制备先进航空发动机部件。

背景技术

TA19合金名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，具有优良的综合性能，其比强度高、耐腐蚀性好，由于合金元素Al、Sn和Zr的综合作用，可保持长时间持久和蠕变的高温强度，直到540℃还具有较高的强度。该合金主要用于制造航空发动机的压气机机匣、叶盘等锻件，最高长期工作温度500℃。

随着我国航空工业的飞速发展，TA19钛合金用量急剧增加，对产品质量的要求也大幅提高，特别是军用和民用飞机发动机对钛合金零件的标准要求越来越高，这就要求TA19钛合金棒材具备优异的力学性能指标和超声波探伤指标。本项目针对航空工业对TA19钛合金大规格棒材的应用需求，开展Φ250~Φ400mm棒材加工技术研究，实现TA19钛合金大规格棒材的规模化生产，满足军用和民用航空工业发展的需要。

发明内容

针对上述现有技术中尚未出现规模化生产TA19大规格棒材方法的问题，本发明的目的是提供一种Φ250~Φ400mm的TA19钛合金大规格棒材的自由锻造方法，该棒材为α＋β两相组织，且组织均匀性良好，力学性能较高且非常稳定，特别是棒材超声波探伤指标优异，适用于工业化规模生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：TA19钛合金大规格棒材的自由锻造方法，包括如下具体步骤：

步骤1、开坯锻造：

将Φ680mm规格的TA19钛合金铸锭在β转变温度以上80～300℃进行3～8火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在3.2～7.0之间，第一个火次锻后采用空冷，其余火次锻后均采用水冷；

步骤2、第一次β转变温度以下锻造：

将步骤1完成的锻坯在β转变温度以下20~80℃进行1～4火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8～6.6之间，锻后均采取空冷；

步骤3、第一次β转变温度以上锻造：

将步骤2完成的锻坯在β转变温度以上20~100℃进行1～3火次的镦拔锻造，每火次锻造比控制在2.8～7.0之间，锻后均采取水冷；

步骤4、第二次β转变温度以下锻造：

将步骤3完成的锻坯在β转变温度以下20~100℃进行4～15火次的锻造，镦拔锻造时每火次锻造比控制在2.8～6.4之间，拔长锻造时每火次锻造比控制在1.2～2.8之间，锻后均采取空冷，从而获得本发明的规格为Φ250~Φ400mm的TA19钛合金棒材。

上述步骤1、2、3、4中的拔长过程均采用摔圆拔长方式。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：本发明穿插进行β转变温度以上锻造及β转变温度以下锻造，同时在拔长过程中采用摔圆拔长的方式，解决自由锻造过程中固有的变形不均匀性问题，以满足目前国内对组织均匀性良好、超声波探伤指标优异的TA19钛合金大规格棒材的迫切需要。

附图说明

图1为本发明实施例一生产的Φ380mm规格棒材的低倍组织图；