[发明专利]一种获得均匀网篮组织TC18锻件的锻造方法

说明书

本发明公开了一种获得均匀网篮组织TC18锻件的锻造方法，将锻制的TC18荒坯先在相变点以下30~50℃预热、然后在相变点以上10~30℃进行保温，随后迅速空冷或水冷至室温，最后将冷却后的荒坯在相变点以下30~50℃进行自由锻或模锻至成品。本发明避免了因局部温升形成粗晶亮带、流线、分层等各种缺陷，大大降低了控制难度，提高了生产过程产品质量稳定性。

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，具体涉及一种获得均匀网篮组织TC18锻件的锻造方法。

背景技术

TC18是我国在前苏联BT22钛合金基础上研制的一种高强高韧近β型钛合金，其名义成分为Ti-5Al-5V-1Cr-1Fe。该合金不仅具有良好的强度、塑性和韧性匹配，同时具有良好的淬透性和可焊接性等优势，被广泛应用于各类飞机起落架、框、梁等承力构件。

目前国内TC18锻件生产的主要方法是准β锻造，即将TC18坯料在α+β两相区制荒后，再在相变点以上5~25℃进行锻造，最后锻件进行双重退火，得到晶界α相半连续、晶粒针片α相相互交织的网篮组织。传统方法中准β锻造过程的控制是决定最终锻件组织、性能均匀性的关键。但传统准β锻造窗口窄，不同变形方式、变形量、变形温度、变形速率等均对最终组织形态有较大影响，锻件组织及性能均匀性难以保证，并且准β锻造过程中，局部变形剧烈区域极易因剧烈变形温升而发生二次再结晶，形成粗晶亮带、流线、分层等各种缺陷，造成产品合格率低。

基于上述诸多问题，因而亟待提出一种新的制备具有优良综合力学性能的方法，以解决传统准β锻造过程控制难、锻造窗口窄等问题，从而满足日益发展的航空航天工业需求。

发明内容

针对上述现有技术中准β锻造过程控制难、锻造窗口窄等问题，本发明的目的是提供一种获得均匀网篮组织TC18钛合金锻件的锻造方法，以提高TC18钛合金锻件组织、性能均匀性和质量稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种获得均匀网篮组织TC18钛合金锻件的锻造方法，其特征在于，将锻制的TC18荒坯先在相变点以下30~50℃预热、然后在相变点以上10~30℃进行保温，随后迅速空冷或水冷至室温，最后将冷却后的荒坯在相变点以下30~50℃进行自由锻或模锻至成品。

具体包括如下步骤：

（1）、在相变点以下30~50℃温度范围内完成TC18荒坯制备；

（2）、采用电炉将经步骤（1）制好的荒坯加热至相变点以下30~50℃进行预热，预热系数采用0.5~0.8，预热时间=坯料最小截面厚度×预热系数，预热结束后随炉升温至相变点以上10~30℃进行保温，保温系数采用0.3~0.5，保温时间=坯料最小截面厚度×保温系数，保温结束后出炉空冷或水冷至室温；

（3）、将经过步骤（2）处理的荒坯再次加热至相变点以下30~50℃进行充分保温，保温系数为0.5~0.8，保温时间=坯料最小截面厚度×保温系数，随后采用自由锻或模锻将荒坯锻至成品，成品锻造总变形量控制在5%~30%之间。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：

1、与传统准β锻比较，该方法仅在T_β+（10~30）℃温度进行加热保温，而不进行锻造，避免了准β锻造过程控制难、锻造窗口窄等问题；

2、再次在T_β-（30~50）℃温度范围进行小变形锻造，严格控制好变形量，可确保β晶界呈半连续状、β晶粒内部针状α相呈无序状相互交织的网篮组织，同时成品在α+β两相区锻造，局部温升不会造成组织出现明显异常，避免了因局部温升形成粗晶亮带、流线、分层等各种缺陷，大大降低了控制难度，提高了生产过程产品质量稳定性。

附图说明

图1现有技术中TC18的锻造方法获得的成品高倍组织图（其中靠左边的图为边部图、中间的为D/4位置图、右边的为心部图）；