[发明专利]钛合金自由锻拔长工序端部裂纹控制方法

说明书

本发明钛合金自由锻拔长工序端部裂纹控制方法，属于锻造领域，目的是控制锻件端部表面裂纹的产生。步骤一、计算拔长总锻比Y，Y＝A0/An；步骤二、根据总锻比Y、初始坯料的初始截面面积A0以及单火次锻比原则，计算锻造火次n，并确定每火次的火次锻比Yi,Yi＝A(i‑1)/Ai，i＝1、2、3…n，n为正整数，且每火次的火次锻比满足单火次锻比原则；当Y≤Ym时，n＝1；当Y＞Ym时，n＞1,且Yi≤Ym；Ym为单火次极限锻比；单火次锻比原则为：A≥400mm圆面积，Ym＝1.6～1.7；300mm≤A＜400mm圆面积，Ym＝1.5～1.6；200mm≤A＜300mm圆面积，Ym＝1.4～1.5；100mm≤A＜300mm圆面积，Ym＝1.2～1.4。将总锻比分解到每火次上，同时考虑截面尺寸的影响，确定了不同规格拔长的火次和锻比，有效减低了自由锻拔长工序的裂纹的产生。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体的是钛合金自由锻拔长工序端部裂纹控制方法。

背景技术

钛是一种稀有金属材料，也是三大轻质金属(铝、镁、钛)之一，钛及钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等特点，同时具有良好的综合性能，而随着航空航天事业的快速发展，要求结构材料具有更低的密度、更长的使用寿命，并能承受更复杂严苛的服役条件，因此钛合金在飞机上的应用越来越广泛，逐步替代传统钢、铝合金等。

钛有两种同素异晶体，分别用α、β表示，常温下为α相，高温下为β相。其晶体结构分别为密排六方和体心立方结构。锻造变形时由于体心立方结构较密排六方结构有更多的滑移系，因此β相较α相更易变形。由于钛合金的晶体结构特点，其热加工锻造一般在两相区进行，即α+β锻造，同时其变形温度范围较窄，只有100～200℃。

在钛合金的锻造过中，自由锻工序既可为自由锻件的最终工序，也可为锻造模锻件中间坯的中间工序，而在自由锻工序的生产过程中，由于钛合金的晶体结构、锻造温度区间及现场操作的随意性导致锻件端头经常出现开裂的现象。作为自由锻件，锻件端部开裂会使得锻件有效尺寸缩短，不满足锻件尺寸交付要求；作为模锻件中间坯，锻件端部开裂导致中间坯尺寸偏小，影响模锻成型充填，影响锻件质量；锻件端部开裂严重时甚至直接导致产品报废；同时在生产过程的端部开裂导致生产的中断，必须停下来将端部缺陷排除后才能继续生产，因此锻件开裂降低了生产效率，同时增加了打磨、切削、重新加热的能耗，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决钛合金锻件端头易开裂的问题，提供一种钛合金自由锻拔长工序端部裂纹控制方法，控制锻件端部表面裂纹的产生，保证锻件质量。

本发明采用的技术方案是：钛合金自由锻拔长工序端部裂纹控制方法，包括以下步骤：

步骤一、计算拔长总锻比Y，Y＝A0/An；A0为初始坯料的初始截面面积；An为坯料拔长后的最终截面面积；

步骤二、根据总锻比Y、初始坯料的初始截面面积A0以及单火次锻比原则，计算锻造火次n，并确定每火次的火次锻比Yi,Yi＝A(i-1)/Ai，i＝1、2、3…n，n为正整数，且每火次的火次锻比满足单火次锻比原则；

当Y≤Ym时，n＝1；

当Y＞Ym时，n＞1,且Yi≤Ym；Ym为单火次极限锻比；

单火次锻比原则为：

A≥400mm圆面积，Ym＝1.6～1.7；

300mm≤A＜400mm圆面积，Ym＝1.5～1.6；

200mm≤A＜300mm圆面积，Ym＝1.4～1.5；

100mm≤A＜300mm圆面积，Ym＝1.2～1.4。

进一步的，各火次的火次锻比依次减小。