[发明专利]确定TC17钛合金坯料在热处理炉内加热时间的方法

摘要

一种确定TC17钛合金坯料在热处理炉内加热时间的方法，基于TC17钛合金棒料加热试验以及Deform仿真软件的传热学分析，建立起确定TC17钛合金坯料在热处理炉内加热时间的方法。本发明应用于精确控制TC17钛合金坯料β锻或β处理前加热时间，在实现TC17钛合金坯料均匀热透的同时避免过长时间加热造成的组织粗化，从而保证最终组织满足要求。在实际生产中使用该加热时间，能在实现TC17钛合金坯料均匀热透的同时避免过长时间加热造成的组织粗化。本发明中的各TC17钛合金坯料可为任意状态和任意形状。

主权项

1.一种确定TC17钛合金坯料在热处理炉内加热时间的方法，其特征在于，具体步骤是：步骤1，TC17钛合金棒料的准备：从棒料端面圆心处向内钻一个导线盲孔；将一个热电偶装入所述导线盲孔中，并用保温棉将所述热电偶导线与孔壁间的缝隙封堵；将另一热电偶固定在棒料外壁任意位置；两个热电偶分别通过导线与温度显示面板连接；步骤2，TC17钛合金棒料的加热试验：将棒料置于已加热至920℃的热处理炉中；采集棒料表面和心部的温度，采集频率为每2min采集一次，直到所述棒料表面和心部的温度均达到920℃；得到棒料心部和表面的升温曲线；步骤3，确定TC17钛合金最优换热系数：根据得到的TC17钛合金棒料心部和表面的升温曲线进行该合金最优换热系数的确定工作，该项工作基于Deform 3D仿真软件中的heat treatment模块完成；具体流程为：Ⅰ模型导入；通过Pro/E建立棒料的三维模型；将所述棒料的三维模型导入Deform 3D前处理模块；研究对象设置为刚体，初始温度为20℃；对棒料三维模型划分网格，单元划分为100000个；Ⅱ TC17钛合金热物理参数的导入；将TC17钛合金在不同温度下的热导率、比热容分别录入Deform 3D前处理模块的材料库；将棒料三维模型定义为TC17钛合金并保存DB数据文件，退出前处理；Ⅲ传热设置；打开Deform 3D中的heat treatment模块，将DB数据文件导入；定义棒料的上端面、下端面和侧面为传热界面，定义环境温度为920℃；Ⅳ最优换热系数的确定；在确定最优换热系数时，首先确定一组初始的换热系数；将确定的初始换热系数分别导入DB数据文件中计算，将各换热系数条件下棒料表面及心部的升温曲线提取出来后与实测值进行对比，最吻合的模型所对应的换热系数即为最优的换热系数；步骤4，确定TC17钛合金坯料加热时间：得到TC17钛合金的最优换热系数之后，通过Deform 3D软件确定TC17钛合金坯料的加热时间；将TC17钛合金坯料三维模型导入Deform 3D中，重复步骤Ⅰ至步骤Ⅲ所述的模型设置工作；将步骤Ⅳ中所确定的最优换热系数导入；设置完成后通过Deform 3D计算，得到TC17钛合金坯料表面及心部的升温曲线，将所述TC17钛合金坯料表面及心部的温度都达到目标温度时所对应的时间作为实际加热时间。