[发明专利]一种降低厚截面钛合金锻件热处理残余应力的方法

说明书

本发明涉及一种降低厚截面钛合金锻件热处理残余应力的方法，涉及钛合金热处理技术领域。首先，热处理装炉，锻件应垫实，确保锻件在高温下不会因为重力而变形或产生应力；然后，升温至730℃～790℃，保温时间≥1小时(根据最大截面有效厚度计算：厚度每增加1英寸，保温时间增加1小时)；最后，热处理锻件缓冷，先以≤1℃/分钟的速度炉冷至450℃以下，然后出炉空冷。本发明可以充分降低锻件热处理残余应力，避免机加后零件变形、减少机加工序间去应力退火。

技术领域

本发明涉及钛合金热处理技术领域。

背景技术

钛合金以其高比强、耐高温、耐腐蚀等特点，在诸多领域得到了广泛的应用。但厚截面、长杆类、复杂结构的锻件在热处理退火后存在残余应力，导致机加后零件变形或产品报废；为了去除应力、减少零件变形，机加工序间需进行去应力退火，从而导致生产成本增加、周期较长。为了避免这些情况，本发明通过控制热处理加热制度充分消除原锻件内部的残余应力，通过控制热处理冷却速度，尽量降低冷却过程中产生的热应力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：充分降低锻件热处理残余应力，避免机加后零件变形或减少机加工序间去应力退火。

本发明的技术方案是：

一种降低厚截面钛合金锻件热处理残余应力的方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1：热处理加热，升温至730℃～790℃，保温时间≥1小时，充分消除原锻件内部残余应力；步骤2：热处理锻件缓冷，先以≤1℃/分钟的速度炉冷至450℃以下，然后出炉空冷，降低冷却过程中产生的热应力。

优选地，在步骤1之前进行热处理装炉处理。

优选地，装炉处理时进行锻件垫实处理，确保锻件在高温下不会因为重力而变形或产生应力。

优选地，步骤1中保温时间根据钛合金锻件最大截面有效厚度计算，有效厚度每增加1英寸，保温时间增加1小时。

优选地，步骤1中热处理加热温度为750℃～780℃

优选地，步骤2中热处理锻件冷却方式为缓冷

优选地，步骤2中热处理锻件缓冷要求为，先以≤1℃/分钟的速度炉冷至450℃以下，然后出炉空冷。

本发明的有益效果是：

(1)热处理装炉，锻件应垫实，确保锻件在高温下不会因为重力而变形或产生应力。

(2)控制热处理加热温度和保温时间，充分消除原锻件内部的残余应力。

(3)控制热处理冷却速度，尽量降低冷却过程中产生的热应力。

附图说明

图1为锻件装炉示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对具体实施方式进行说明。

某型飞机结构件采用Ti-6Al-4V钛合金，使用状态为退火态，其最大截面有效厚度为100mm。

实施例一

步骤一、热处理装炉，锻件应垫实，如图1所示；

步骤二、热处理加热，升温至750℃±10℃，保温时间4小时；

步骤三、锻件冷却，锻件出炉后空冷。

实施例二

步骤一、热处理装炉，锻件应垫实，如图1所示；

步骤二、热处理加热，升温至750℃±10℃，保温时间4小时；

步骤三、热处理锻件缓冷，先以≤1℃/分钟的速度炉冷至450℃以下，然后出炉空冷。

实施例一、二机加结果对比：同一种锻件分别按实施例一、二热处理后，按相同的机加程序加工成同一零件，按实施例一热处理的锻件机加后零件变形严重、报废，按实施例二热处理的锻件机加后零件无变形、合格。