[发明专利]一种铸态钛合金的挤压工艺窗口建立方法及系统

权利要求书

1.一种铸态钛合金的挤压工艺窗口建立方法，其特征在于，所述建立方法包括：

在铸态钛合金的α+β两相区进行一火挤压试验，获得挤压试样；

对所述挤压试样进行微观组织分析，统计获得球化百分比数据，获得实验数据；

对所述铸态钛合金热挤压过程进行有限元模拟分析，获得模拟分析数据，模拟分析数据包括锻造热力参数值；

根据所述模拟分析数据和所述实验数据绘制α相球化体积百分比与锻造热力参数关系的等值线图；

所述在铸态钛合金的α+β两相区进行一火挤压试验，获得挤压试样具体包括：

在钛合金铸锭上切取圆柱试样，所述圆柱试样个数为4～8个；

所述钛合金铸锭为经真空自耗电弧炉熔炼得到的高品质圆柱铸锭；

所述钛合金铸锭横截面上分布有典型的三个晶区：表面细晶粒区、柱状晶粒区、中心等轴晶粒区，所切取试样位于同一晶区；

所述圆柱试样直径尺寸D≥5d_g,其中d_g为铸锭横截面上观察到各晶区内晶粒的平均尺寸；

将所述圆柱试样加热，在加热炉中加热所述铸态钛合金至(920～1000)±10℃；

采用到温装炉方式，加热时间t按：t＝D×(1.2～2)min计算；

将模具预热，预热温度200-300℃；

将所述试样转运，试样转运：将加热到温的试样从加热炉转运至液压机上的挤压筒内，转运时间≦10s；

在液压机上进行挤压实验，挤压比确定为5～7，挤压速度10～15mm/s；

将挤压后的所述试样进行空冷。

2.根据权利要求1所述的一种铸态钛合金的挤压工艺窗口建立方法，其特征在于，所述对所述挤压试样进行微观组织分析，统计获得球化百分比数据，获得实验数据具体包括：

对挤压试验得到的试样沿纵截面剖开，在纵截面上选取多个不同的观察点；

对所述观察点的组织进行观察和测量，获得测量数据；

对发生球化的观察点的所述测量数据进行统计球化体积百分比。

3.根据权利要求2所述的一种铸态钛合金的挤压工艺窗口建立方法，其特征在于，所述对铸态钛合金热挤压过程进行有限元模拟分析，获得模拟分析数据具体包括：

对铸态钛合金挤压试验过程进行2D有限元模拟分析；

并统计所述观察点的锻造热力参数；

有限元模拟边界条件包括：试样与空气的换热系数：20(W·m^-2·K^-1)；试样与挤压头和挤压筒的换热系数：2000(W·m^-2·K^-1)；试样与挤压头和挤压筒的摩擦系数：0.3；观察点的锻造热力参数主要包括温度和等效应变数据。

4.一种铸态钛合金的挤压工艺窗口建立系统，其特征在于，所述建立系统包括：

挤压试验模块，用于在铸态钛合金的α+β两相区进行一火挤压试验，获得挤压试样；所述挤压试验模块，用于在钛合金铸锭上切取圆柱试样，所述圆柱试样个数为4～8个；所述钛合金铸锭为经真空自耗电弧炉熔炼得到的高品质圆柱铸锭；所述钛合金铸锭横截面上分布有典型的三个晶区：表面细晶粒区、柱状晶粒区、中心等轴晶粒区，所切取试样位于同一晶区；所述圆柱试样直径尺寸D≥5d_g,其中d_g为铸锭横截面上观察到各晶区内晶粒的平均尺寸；将所述圆柱试样加热，在加热炉中加热所述铸态钛合金至(920～1000)±10℃；采用到温装炉方式，加热时间t按：t＝D×(1.2～2)min计算；将模具预热，预热温度200-300℃；将所述试样转运，试样转运：将加热到温的试样从加热炉转运至液压机上的挤压筒内，转运时间≦10s；在液压机上进行挤压实验，挤压比确定为5～7，挤压速度10～15mm/s；将挤压后的所述试样进行空冷；

数据处理模块，用于对所述挤压试样进行微观组织分析，统计获得球化百分比数据，获得实验数据；

分析数据模块，用于对铸态钛合金热挤压过程进行有限元模拟分析，获得模拟分析数据，包括锻造热力参数值；

等值线图模块，用于根据所述模拟分析数据和所述实验数据绘制α相球化体积百分比与锻造热力参数关系的等值线图。