專利名稱：具有改善的冷成型性的Ti6－2－4－2片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及冷成型Ti 6-2-4-2片材。具體地，本發(fā)明涉及改善Ti 6-2-4-2片材的冷成型性的方法。更具體地，本發(fā)明涉及利用已經(jīng)經(jīng)過依照AMS 4919雙重退火工藝處理的Ti 6-2-4-2片材，使該片材經(jīng)過預(yù)成型退火周期以改善其冷成型性，將該片材冷成型為想得到的零件，然后，使該零件經(jīng)過后成型退火周期以恢復(fù)該材料的微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能至其典型的AMS 4919雙重退火條件。作為選擇，該Ti 6-2-4-2片材可以是在單退火狀態(tài)得到的，其中該片材僅僅經(jīng)過AMS 4919的第一個退火工藝，該片材能夠被冷成型為想得到的零件，然后該零件可以經(jīng)過后成型退火周期以得到該材料在其典型的AMS 4919雙重退火條件下的微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。
背景技術(shù)：
經(jīng)過按照AMS 4919的技術(shù)規(guī)范雙重退火的各種厚度的鈦6A1-2Sn-4Zr-2Mo片材，也被稱為Ti 6-2-4-2片材，可以在市場上買到。根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范，標(biāo)稱厚度低于0.1875英寸(4.762mm)的Ti 6-2-4-2片材被加熱到1650±25°F(899±14℃)，保溫30±3分鐘，在空氣中冷卻到室溫，重新加熱到1450±25°F(788±14℃)，保溫15±2分鐘，然后在空氣中冷卻到室溫。在這種條件下，Ti 6-2-4-2片材不具有很好的冷成型性，通常需要具有大約12-14T的彎曲因子(彎曲直徑/片材的厚度)來可靠地生產(chǎn)具有90°彎曲角的無裂紋的零件。
通常，利用Ti 6-2-4-2片材來制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的部件，例如，噴嘴側(cè)壁板(nozzle sidewall)、擋板(flap)、導(dǎo)管(duct)、機(jī)殼(case)、托架(bracket)，等等。將Ti 6-2-4-2片材冷成型成這些部件比較困難，經(jīng)常地，在這些部件被冷成型的時候，在其上形成裂紋，導(dǎo)致了較低的產(chǎn)率。另外，為了成功的冷成型，彎曲半徑需要非常大，這就增加了零件的重量并且降低了它的剛度。Ti 6-2-4-2片材可以被熱成型為較小的彎曲半徑(tighter bend radii)，然而，在成型后這需要昂貴的加工和化學(xué)研磨。
因此，需要改進(jìn)冷處理Ti 6-2-4-2片材的技術(shù)，從而可以不需要熱成型。還需要能夠比目前在冷成型Ti 6-2-4-2片材中可能獲得的更高的產(chǎn)率的冷成型技術(shù)。此外，還需要能夠經(jīng)過冷成型形成具有90°彎曲角、少于約12-14T的彎曲因子Ti 6-2-4-2片材部件，而沒有裂紋的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，現(xiàn)有Ti 6-2-4-2片材冷成型技術(shù)的上述缺點(diǎn)通過本發(fā)明的實(shí)施方案被克服了，這些實(shí)施方案涉及改善Ti 6-2-4-2片材的冷成型性的體系和方法。這些體系和方法可以獲得比目前冷成型Ti 6-2-4-2片材所可能獲得的更小的彎曲因子，而且還提高了冷成型這樣的片材所得到的產(chǎn)率。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括用于改善預(yù)定、預(yù)處理的合金(厚度低于0.1875英寸，按照AMS 4919的技術(shù)規(guī)范雙重退火的Ti 6-2-4-2片材)的冷成型性的方法。這些方法包括使預(yù)定合金經(jīng)過預(yù)成型退火周期，該周期包括將預(yù)定合金加熱到大約1550-1750°F的預(yù)成型退火溫度；使該預(yù)定合金在預(yù)成型退火溫度保持大約30±3分鐘；以第一預(yù)定冷卻速度將預(yù)定合金冷卻到室溫。這些方法可以進(jìn)一步包括將預(yù)定合金冷成型為冷成型的型材(cold-formed shape)，使冷成型的型材經(jīng)過后成型退火周期，該周期包括將冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；以第二預(yù)定冷卻速度將拎成型的型材冷卻到室溫。
本發(fā)明的其它實(shí)施方案包括用來改善預(yù)定、預(yù)處理的合金(已經(jīng)在約1650±25°F被單退火約30±3分鐘，并在空氣中冷卻到室溫的厚度低于0.1875英寸的Ti 6-2-4-2片材)的冷成型性的方法。這些方法可以包括將預(yù)定合金冷成型為冷成型的型材；使冷成型的型材經(jīng)過后成型退火周期，該周期包括將冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約14504-25°F下保持大約15±2分鐘；以預(yù)定冷卻速度將冷成型的型材冷卻到室溫。
在本發(fā)明的所有實(shí)施方案中，冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上相似的微觀結(jié)構(gòu)。而且，該冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范經(jīng)過雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上相同的機(jī)械性能。
本發(fā)明的冷成型的型材可以被冷成型為具有低于約12-14T的彎曲因子的最終的、永久的90°彎曲角。彎曲因子為約6.2T那么低或更低是可能的。這些冷成型型材可以包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的部件，例如，噴嘴側(cè)壁板、擋板、導(dǎo)管、機(jī)殼、托架，等等。
本發(fā)明增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材可以比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材包括更高體積百分?jǐn)?shù)的β相。這些增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材可以包括，比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材多18-40％體積的β相。
本發(fā)明增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材可以包括比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材中更少的細(xì)α2和/或更少的硅化物。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括上面所描述的方法所制備的產(chǎn)品。
在下面的描述中，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明進(jìn)一步的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中參照了對本發(fā)明的一些優(yōu)選形式進(jìn)行解釋的附圖，其中，附圖中相同的參考符號表示相同的部件。


參照下面的各附圖對本發(fā)明的體系和方法進(jìn)行描述，其中圖1是顯示了由Ti 6-2-4-2片材制造的示范性的托架的照片，其顯示了當(dāng)這樣的片材根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火，然后在已獲得的條件下被冷成型時通常產(chǎn)生的裂紋；圖2是顯示了由Ti 6-2-4-2片材制造的示范性的托架的照片，其顯示了當(dāng)這樣的片材根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火，然后在其被冷成型前經(jīng)過本發(fā)明的預(yù)成型退火周期時，沒有裂紋產(chǎn)生；圖3是顯示退火溫度對Ti 6-2-4-2片材的成型性的影響的曲線圖，在該片材按照AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火后，在曲線圖上所示的溫度進(jìn)行預(yù)成型退火，然后如本發(fā)明的實(shí)施方案中所觀察到的，按照ASTM E290(105°彎曲角)被冷成型。
具體實(shí)施例方式
為了促進(jìn)對本發(fā)明的理解，現(xiàn)在將參照如圖1-3中所圖示的本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案，以及用來描述它們的專用語言。在此所用的術(shù)語是為了描述的目的而不是限定。在此所公開的具體的結(jié)構(gòu)上和功能上的細(xì)節(jié)并不被解釋為限定，而僅僅是權(quán)利要求書的基礎(chǔ)和用來教導(dǎo)所述領(lǐng)域的技術(shù)人員變化地實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員將會很正常地對所描述的結(jié)構(gòu)和方法的任何修改和變更，以及對在此所描述的原理的進(jìn)一步應(yīng)用，都被認(rèn)為落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
本發(fā)明涉及改善Ti 6-2-4-2片材的冷成型性的體系和方法。當(dāng)將Ti 6-2-4-2片材冷成型為包括90°彎曲角并具有約6.2T的彎曲因子的部件的時候，這些體系和方法可以使產(chǎn)率高達(dá)100％。在此以及在整個申請中所使用的，“彎曲因子”被定義為彎曲直徑除以片材的厚度。
在低于約1625°F(885℃)時，鈦通常具有密排六方(HCP)晶格結(jié)構(gòu)。然而在約1625°F(885℃)時，鈦經(jīng)歷同素異形變化，從HCP晶格結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方(BCC)晶格結(jié)構(gòu)。鈦的HCP晶格結(jié)構(gòu)形式被稱為α相，鈦的BCC晶格結(jié)構(gòu)形式被稱為β相?，F(xiàn)在所用的大多數(shù)鈦合金包括不同比例的α和β相。
同素異形變化的溫度，也被稱作β相轉(zhuǎn)變溫度，受鈦里的雜質(zhì)或添加到鈦里的合金元素的數(shù)量和種類的影響。向鈦中加入α穩(wěn)定性合金元素(例如，鋁)穩(wěn)定了α相，并提高了同素異形變化的溫度。向鈦中加入β穩(wěn)定性合金元素(例如，鉬，鉻，釩)穩(wěn)定了β相，并降低了同素異形變化的溫度。通過加入大量的β穩(wěn)定劑可以在室溫或低于室溫下使鈦的β相穩(wěn)定。
Ti 6-2-4-2片材通常包括大約5.50-6.50wt.％的鋁，3.60-4.40wt.％的鋯，1.80-2.20wt.％的鉬，1.80-2.20wt.％的錫，0.06-0.10wt.％的硅，至多0.25wt.％的鐵，至多0.12wt.％的氧，至多0.05wt.％的碳，至多0.05wt.％的氮，至多0.0150wt.％的氫以及至多0.005wt.％的釔，余量包括鈦和殘余的元素。
如前面所記載的，根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范雙重退火的各種厚度的Ti 6-2-4-2片材可以在市場上買到。在這種雙重退火條件下，Ti 6-2-4-2片材并不是可很好地冷成型的，為了可靠地生產(chǎn)沒有裂紋的具有90°彎曲角的部件通常需要大約12-14T或更大的彎曲因子。如果想用典型的雙重退火條件處理的片材生產(chǎn)具有90°彎曲角和低于約12-14T的彎曲因子的部件，則在這些部件上經(jīng)常會產(chǎn)生不想得到的裂紋。本發(fā)明可以在將這些Ti 6-2-4-2片材冷成型為90°彎曲角的時侯，獲得明顯低于12-14T的彎曲因子。
圖1的照片顯示了由Ti 6-24-2片材制成的示范性的部件10，其顯示了當(dāng)這樣的片材根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火，然后在初始條件(as-receivedcondition)下被冷成型時，典型地產(chǎn)生的裂紋20。圖2顯示了由與圖1中的部件相同熱度的Ti 6-2-4-2片材制成的部件10。然而，圖2中的部件首先按照本發(fā)明的實(shí)施方案經(jīng)過預(yù)成型退火，然后，冷成型，然后按照本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行后成型退火。如在圖2中所看到的，依照本發(fā)明的方法熱處理的Ti 6-2-4-2片材在其90°彎曲角的部分沒有產(chǎn)生任何裂紋。圖1和圖2中所示的部件10具有0.188”的彎曲半徑，0.035”的片狀金屬厚度，10.7T的彎曲因子。
本發(fā)明的實(shí)施方案利用已經(jīng)由片材供應(yīng)商按照上面所描述的AMS 4919技術(shù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)的雙重退火工藝處理過的Ti 6-2-4-2片材。該Ti 6-2-4-2片材，如果標(biāo)稱厚度低于0.1875英寸(4.762mm)，被加熱到大約1650±25°F(899±14℃)，在這里保持大約30±3分鐘，在空氣中冷卻到室溫，重新加熱到約1450±25°F(788±14℃)，在此保持大約15±2分鐘，然后在空氣中冷卻到室溫。第一退火周期重結(jié)晶和/或標(biāo)準(zhǔn)化該Ti 6-2-4-2片材的熱軋結(jié)構(gòu)，而第二退火周期建立了該Ti 6-2-4-2片材的最終的微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，為了改善雙重退火的Ti 6-2-4-2片材的冷成型性，該片材在最初和被成型之前經(jīng)過預(yù)成型退火周期。該預(yù)成型退火周期包括將片材加熱到大約1550-1750°F(843-954℃)，在該溫度下保持片材大約30±3分鐘，然后將該片材冷卻到室溫。該片材可以以任何合適的速度冷卻到室溫，例如，大約35°F/min。此后，該片材可以被更容易地冷成型成各種形狀，甚至可以是包括90°彎曲角并具有低至約4.2T的彎曲因子的形狀。一旦形成后，該冷成型的部件可以經(jīng)過后成型退火周期，該周期包括將部件加熱到約1450±25°F(788±14℃)，在此溫度下保持部件約15±2分鐘，然后將該部件冷卻到室溫。該片材可以以任何合適的速度被再次冷卻到室溫，例如，大約35°F/min。該后成型退火周期將該冷成型部件的微觀結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和其它的機(jī)械性能恢復(fù)到經(jīng)過典型的AMS 4919雙重退火處理的片材的微觀結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和其它的機(jī)械性能。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，從供應(yīng)商收到的Ti 6-2-4-2片材可以處于單退火狀態(tài)。而不是經(jīng)過上面所描述的根據(jù)AMS 4919規(guī)范技術(shù)被雙重退火的，該片材，如果標(biāo)稱厚度低于0.1875英寸，將僅會被加熱到大約1650±25°F(899±14℃)，在該溫度下保持大約30±3分鐘，然后在空氣中冷卻到室溫。在這種狀態(tài)下的片材可以很容易地冷成型為各種形狀，甚至可以冷成型為包括90°彎曲角并具有低至約6.2T的彎曲因子的形狀。一旦形成后，該冷成型的部件可以經(jīng)過后成型退火周期，該周期包括將部件加熱到約1450±25°F(788±14℃)，在此溫度下保持部件約15±2分鐘，然后以任何合適的速度將該部件冷卻到室溫，例如，大約35°F/min。該后成型退火周期確定了最終的微觀結(jié)構(gòu)，從而在冷成型部件中確立了片材在典型的AMS 4919雙重退火條件下將具有的強(qiáng)度和其它的機(jī)械性能。
彎曲試驗證實(shí)了本發(fā)明的經(jīng)過預(yù)成型退火周期的Ti 6-2-4-2片材改善了冷成型性。初始的彎曲試驗試樣是從0.030”厚的Ti 6-2-4-2AMS 4919片材切下的單片。所有的試樣都以相同的方向切割，從而不會因為與片材的軋制方向相關(guān)的彎曲方向的不同而引入變量。制造了四組試樣。A組的試樣保持在其最初的AMS 4919雙重退火狀態(tài)。剩下的試樣如下所述被鈦箔包裹并且被真空熱處理。B組的試樣被加熱到大約1550°F(843℃)，在該溫度保持大約30分鐘，然后氬淬到室溫。C組的試樣被加熱到大約1650°F(899℃)，在該溫度保持大約30分鐘，然后氬淬到室溫。D組的試樣被加熱到大約1750°F(954℃)，在該溫度保持大約30分鐘，然后氬淬到室溫。
然后，按照ASTM E 290(105°彎曲角)對四組試樣進(jìn)行彎曲試驗以確定材料將開始產(chǎn)生裂紋的最小彎曲因子。這些彎曲試驗的結(jié)果如圖3所示。依據(jù)試樣所經(jīng)受的熱條件，所得的結(jié)果有很大的不同。如圖3所示，A組的試樣顯示出最差的冷成型性，在裂紋之前呈現(xiàn)出約9.1T的最小彎曲因子。也顯示出，冷成型性隨著退火溫度的增加而改善，在裂紋之前B組的試樣表現(xiàn)出大約7.3T的最小彎曲因子，C組的試樣表現(xiàn)出大約5.0T的最小彎曲因子，D組的試樣表現(xiàn)出大約4.2T的最小彎曲因子。
基于初始彎曲試驗的積極結(jié)果，為了更好的量化使用預(yù)成型退火周期的好處，使用三種不同規(guī)格/熱度的Ti 6-2-4-2片材進(jìn)行了附加彎曲試驗，該預(yù)成型退火周期包括將該片材加熱到大約1650°F(899℃)，在該溫度保持大約30分鐘，然后將該片材氬淬到室溫。
0.025”，0.035”和0.040”厚的經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)雙重退火的Ti 6-2-4-2AMS 4919片材在大約1650°F(899℃)下被真空退火大約30分鐘，然后被氬淬到室溫。然后從這些退火的片材的每一片上切下一小塊托架型的細(xì)塊。然后對每一組試樣進(jìn)行彎曲試驗以確定該材料開始裂紋時的最小彎曲因子。諸如噴嘴側(cè)壁板等部件通常由Ti 6-2-4-2AMS 4919片材形成，并且使用不銹鋼背襯材料來幫助使裂紋最小化。實(shí)驗證明，在冷成型Ti 6-2-4-2AMS 4919片材時，如果不使用不銹鋼背襯材料，在具有90°彎曲角和約12-14或更低的彎曲因子的部件中將出現(xiàn)裂紋。根據(jù)本發(fā)明退火的試樣在Amada間歇壓機(jī)(Amada break press)上冷成型，以生產(chǎn)90°的彎曲物。如下面的表I所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案退火的試樣可以形成具有低至約6.2T的彎曲因子和最終的永久的90°彎曲角，該試樣沒有裂紋并且不使用不銹鋼背襯材料。一旦最小彎曲因子在一個方向被確定，附加的試樣將在正交方向形成以確保重復(fù)性。
表I


試驗表明，經(jīng)過在1550°F或1650°F預(yù)成型退火周期、保溫約30分鐘、冷卻、然后冷成型的雙重退火的Ti 6-2-4-2AMS 4919片材恢復(fù)了當(dāng)經(jīng)過AMS4919技術(shù)規(guī)范中的正應(yīng)力消除退火周期的在約1450°F下保持約15分鐘的后成型退火周期時的初始基本性能。
已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的方法熱處理過的增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材包括一個初始的α相，該α相中具有比根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理(即雙重退火)過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-24-2片材中更少的細(xì)α2和/或更少的硅化物。根據(jù)本發(fā)明的方法熱處理過的增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材還包括比根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-24-2片材更高體積比率的β相。以2000倍的放大倍率，測定了各個組的試樣的β相的體積比率，結(jié)果概括在表II中。
表II

如上文所描述的，本發(fā)明提供了改善Ti 6-24-2片材的冷成型性的體系和方法。有益的是，本發(fā)明Ti 6-24-2片材的改善的冷成型性可以消除對昂貴的熱成型的設(shè)備的需求。另外，本發(fā)明的Ti 6-24-2片材可以被形成比目前其它冷成型技術(shù)可能形成的更小的彎曲半徑，從而增加了冷成型部件的剛度。這就使由本發(fā)明的Ti 6-2-4-2片材形成的部件來代替更重且強(qiáng)度更低的可冷成型的βTi合金形成的部件，甚至可以消除使用較重的可冷成型的鎳一基合金的需要。對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員，很多其它的實(shí)施方案和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
本發(fā)明的各個實(shí)施方案都是以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所遇到的各種需求而進(jìn)行描述的。應(yīng)該認(rèn)識到，這些技術(shù)方案僅僅是本發(fā)明各種實(shí)施方案的原則的說明。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下，對本發(fā)明進(jìn)行大量的改進(jìn)和適應(yīng)性修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，雖然本發(fā)明中描述的一些實(shí)施方案中是氬淬，而空氣冷卻也是可能的。這樣，就意味著本發(fā)明覆蓋了出現(xiàn)在所附的權(quán)利要求書和它們的等價物的范圍內(nèi)所有的適宜的改進(jìn)和修改。
權(quán)利要求
1.一種用來改善預(yù)定合金的冷成型性的方法，其包括使該預(yù)定合金經(jīng)歷預(yù)成型退火周期，該周期包括將該預(yù)定合金加熱到大約1550-1750°F的預(yù)成型退火溫度；使該預(yù)定合金在該預(yù)成型退火溫度保持大約30分鐘；并且以第一預(yù)定冷卻速度將該預(yù)定合金冷卻到室溫。
2.權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將該預(yù)定合金冷成型為冷成型的型材；和使該冷成型的型材經(jīng)歷后成型退火周期，該周期包括將該冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；并且以第二預(yù)定冷卻速度將該冷成型的型材冷卻到室溫。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，該預(yù)定合金包括已經(jīng)按照AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的Ti 6-2-4-2片材。
4.權(quán)利要求3的方法，其中該Ti 6-2-4-2片材具有低于約0.1875英寸的標(biāo)稱厚度。
5.權(quán)利要求2的方法，其中該冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上類似的微觀結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求2的方法，其中該冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上相同的機(jī)械性能。
7.權(quán)利要求1的方法，其中該冷成型的型材可以被冷成型為最終的永久的90°彎曲角，并具有低于約14T的彎曲因子。
8.權(quán)利要求7的方法，其中該冷成型的型材可以被冷成型為最終的永久的90°彎曲角，并具有約6.2T或更高的彎曲因子。
9.權(quán)利要求1的方法，其中該冷成型型材包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件。
10.一種用來冷成型預(yù)定合金的方法，其包括將該預(yù)定合金冷成型為冷成型的部件；和使該冷成型的型材經(jīng)歷后成型退火周期，該周期包括將該冷成型的部件加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的部件在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；并且以預(yù)定冷卻速度將該冷成型的部件冷卻到室溫。
11.權(quán)利要求10的方法，其中，該預(yù)定合金包括標(biāo)稱厚度低于約0.1875英寸的Ti 6-2-4-2片材，該片材已經(jīng)通過將該Ti 6-2-4-2片材加熱到大約1650±25°F，在約1650±25°F保持約30±3分鐘，并在空氣中將該Ti 6-2-4-2片材冷卻到室溫而被單退火。
12.權(quán)利要求10的方法，其中該冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上類似的微觀結(jié)構(gòu)。
13.權(quán)利要求10的方法，其中該冷成型的型材，在經(jīng)過后成型退火周期后，包括與已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材基本上相同的機(jī)械性能。
14.權(quán)利要求10的方法，其中該冷成型的部件可被冷成型為最終的永久的90°彎曲角，并具有低于約14T的彎曲因子。
15.權(quán)利要求14的方法，其中該冷成型的部件可以被冷成型為最終的永久的90°彎曲角，并具有約6.2T至約14T的彎曲因子。
16.權(quán)利要求10的方法，其中該冷成型部件包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件。
17.一種由冷成型預(yù)定臺金的方法制造的產(chǎn)品，該方法包括使該預(yù)定合金經(jīng)歷預(yù)成型退火周期，該周期包括將該預(yù)定合金加熱到大約1550-1750°F的預(yù)成型退火溫度；使該預(yù)定合金在預(yù)成型退火溫度保持大約30分鐘；以第一預(yù)定冷卻速度將該預(yù)定合金冷卻到室溫；并且將該預(yù)定合金冷成型為冷成型的型材。
18.權(quán)利要求17的產(chǎn)品，該方法進(jìn)一步包括使該冷成型的型材經(jīng)歷后成型退火周期，該周期包括將該冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；并且以第二預(yù)定冷卻速度將該冷成型的型材冷卻到室溫。
19.權(quán)利要求17的產(chǎn)品，其中，該預(yù)定合金包括已經(jīng)按照AMS 4919的技術(shù)規(guī)范被雙重退火的Ti 6-2-4-2片材。
20.權(quán)利要求17的產(chǎn)品，其中，該冷成型型材包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件。
21.權(quán)利要求20的產(chǎn)品，其中，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的部件包括噴嘴側(cè)壁板、擋板、導(dǎo)管、機(jī)殼和托架中的至少一個。
22.一種通過冷成型預(yù)定合金的方法制備的產(chǎn)品，該方法包括將該預(yù)定合金冷成型為冷成型的型材；和使該冷成型的型材經(jīng)歷后成型退火周期，該周期包括將該冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；并且以預(yù)定冷卻速度將該冷成型的部件冷卻到室溫。
23.權(quán)利要求22的產(chǎn)品，其中，該預(yù)定合金包括標(biāo)稱厚度低于約0.1875英寸的Ti 6-2-4-2片材，該片材已經(jīng)通過將該Ti 6-2-4-2片材加熱到大約1650±25°F，在約1650±25°F保持約30±3分鐘，并在空氣中將該Ti 6-2-4-2片材冷卻到室溫而被單退火。
24.權(quán)利要求22的產(chǎn)品，其中，該冷成型型材包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件。
25.權(quán)利要求24的產(chǎn)品，其中，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)部件包括噴嘴側(cè)壁板、擋板、導(dǎo)管、機(jī)殼和托架中的至少一個。
26.增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材，其包括比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材更高體積百分比的β相。
27.權(quán)利要求26的增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-24-2片材，其中該增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材包括比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材多大約18體積％至約40體積％的β相。
28.權(quán)利要求26的增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材，其中該增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材包括比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材中更少的細(xì)α2或更少的硅化物。
29.權(quán)利要求26的增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材，其中該增強(qiáng)的可冷成型的Ti 6-2-4-2片材包括比已經(jīng)根據(jù)AMS 4919的技術(shù)規(guī)范熱處理過的標(biāo)準(zhǔn)的Ti 6-2-4-2片材中更少的細(xì)α2和更少的硅化物。
全文摘要
本發(fā)明描述了用來改善Ti 6－2－4－2片材的冷成型性的體系和方法。這些方法的實(shí)施方案包括將預(yù)定，預(yù)處理過的Ti 6－2－4－2合金冷成型為冷成型的型材；使該冷成型的型材經(jīng)歷后成型退火周期，該周期包括將該冷成型的型材加熱到大約1450±25°F；使該冷成型的型材在約1450±25°F下保持大約15±2分鐘；并且將該冷成型的部件冷卻到室溫。這些方法的實(shí)施方案進(jìn)一步包括使預(yù)定Ti 6－2－4－2合金經(jīng)歷預(yù)成型退火周期，該周期包括將預(yù)定合金加熱到大約1550－1750°F的預(yù)成型退火溫度；使該預(yù)定合金在預(yù)成型退火溫度下保持大約30分鐘；并且將該預(yù)定合金冷卻到室溫。這些方法使獲得的部件包括90°彎曲角，并具有低至約6.2T的彎曲因子。
文檔編號B21D22/00GK1699614SQ200510065649
公開日2005年11月23日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者J·O·漢森, D·W·安德森 申請人:聯(lián)合工藝公司