專利名稱：一種ta19鈦合金板條的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈦合金板條制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TA19鈦合金板條的制備方法。
背景技術(shù)：
TA19鈦合金是一種近α型的鈦合金，使用溫度較高左右)，隨著航空、航天等工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機對熱強型、熱穩(wěn)定性好的高溫近αΤΑ19鈦合金產(chǎn)品的需求日益增強，而開坯及后續(xù)鍛造過程是成功制備高溫近αΤΑ19鈦合金板條的關(guān)鍵。目前通過普通鍛造加工方法生產(chǎn)困難很大，主要不足之處是該材料變形能力差，熱加工時經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂，內(nèi)裂等致命缺陷，產(chǎn)品性能指標(biāo)亦不穩(wěn)定，成材率低，因此普通鍛造方法已不適用于該牌號鈦合金板條的制備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單， 制備過程中開裂少，成品內(nèi)部缺陷少的ΤΑ19鈦合金板條的制備方法。采用該方法制備的 ΤΑ19鈦合金板條在室溫下的拉伸強度彡900MPa，屈服強度彡830MPa，延伸率彡10%，斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度彡625MPa，屈服強度彡490MPa，延伸率彡15%，斷面收縮率> 35%。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種TA19鈦合金板條的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)切去TA19鈦合金鑄錠的冒口和錠底，除去TA19鈦合金鑄錠表皮氣孔；(2)用油壓機或水壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的TA19鈦合金鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之上100°C 150°C， 第二火次的始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之上50°C 100°C，兩火次的終鍛溫度均不低于850°C，每火次的累積變形量均為65%以上；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之下10°C 15°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造2 3次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為65%以上；(4)重復(fù)步驟(3) —次；(5)將步驟中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之下10°C 15°C的條件下拔長鍛造，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為50%以上；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C 20°C的條件下拔長鍛造，空冷至室溫得到 TA19鈦合金板條；所述拔長鍛造的終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為25%以上。
上述步驟(7)中所述拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明工藝簡單，不需要特殊設(shè)備，加工成本低，制備過程中開裂少，成品內(nèi)部缺陷少，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2、采用本發(fā)明方法制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，產(chǎn)品成材率大大提高，制備的板條可用作航空發(fā)動機壓氣機盤、葉片機匣等零件。3、采用本發(fā)明方法制備的TA19鈦合金板條在室溫下的拉伸強度> 900MPa，屈服強度彡830MPa，延伸率彡10%，斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度彡625MPa，屈服強度彡490MPa，延伸率彡15%，斷面收縮率彡35%。下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實施例方式實施例1(1)采用直徑 Φ 690mm 的 TA19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo_0. ISi)鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用3150噸油壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上150°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上100°C，兩火次的終鍛溫度均為880°C，第一火次的累積變形量為70%，第二火次的累積變形量為80% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造2次，終鍛溫度為860°C，鍛造累積變形量為120% ；(4)重復(fù)步驟(3) —次；(5)將步驟(4)中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C的條件下拔長鍛造，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為50% ；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C條件下拔長鍛造，拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理，終鍛溫度為870°C，鍛造累積變形量為25%，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。本實施例制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條在室溫下的拉伸強度為960MPa lOOOMPa，屈服強度為870MPa 940MPa，延伸率 ^ 10%,斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度700MPa 780MPa，屈服強度550MPa 600MPa，延伸率> 15%，斷面收縮率> 40%。實施例2(1)采用直徑 Φ 620mm 的 TA19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0. ISi)鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；
(2)用3150噸油壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上100°c，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上50°C，兩火次的終鍛溫度均為850°C，第一火次的累積變形量為75%，第二火次的累積變形量為65% ；(3)將步驟⑵中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下10°c的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造2次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為110% ；(4)重復(fù)步驟⑶一次；(5)將步驟(4)中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下10°c的條件下拔長鍛造，終鍛溫度為880°c，鍛造累積變形量為65% ；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下20°C條件下拔長鍛造，拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理，終鍛溫度為860°C，鍛造累積變形量為30%，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。本實施例制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條在室溫下的拉伸強度為900MPa 960MPa，屈服強度為840MPa 870MPa，延伸率 ^ 10%,斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度680MPa 730MPa，屈服強度520MPa 580MPa，延伸率> 17%，斷面收縮率> 42%。實施例3(1)采用直徑 Φ 590mm 的 TA19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0. ISi)鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2000噸油壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上120°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上80°C，第一火次的終鍛溫度為880°C，第二火次的終鍛溫度為865，第一火次的累積變形量為70%，第二火次的累積變形量為65% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下12°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造3次，終鍛溫度為855，鍛造累積變形量為150% ；(4)重復(fù)步驟(3) —次；(5)將步驟中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下10°c的條件下拔長鍛造，終鍛溫度為858°c，鍛造累積變形量為55% ；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下18°C條件下拔長鍛造，拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為25%，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。
本實施例制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條在室溫下的拉伸強度為900MPa 935MPa，屈服強度為830MPa 880MPa，延伸率 ^ 12%,斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度670MPa 750MPa，屈服強度500MPa 570MPa，延伸率> 15%，斷面收縮率> 38%。實施例4(1)采用直徑 Φ 650mm 的 TA19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0. ISi)鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2000噸水壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上130°C，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上70°C，第一火次的終鍛溫度為900°C，第二火次的終鍛溫度為850°C，第一火次的累積變形量為65%，第二火次的累積變形量為75% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下10°c的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造3次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為65% ；(4)重復(fù)步驟(3) —次；(5)將步驟中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下12°C的條件下拔長鍛造，終鍛溫度為860°C，鍛造累積變形量為60% ；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C條件下拔長鍛造，拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為35%，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。本實施例制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條在室溫下的拉伸強度為935MPa 960MPa，屈服強度為830MPa 860MPa，延伸率彡10%，斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度650MPa 700MPa，屈服強度490MPa 550MPa，延伸率> 15%，斷面收縮率> 35%。實施例5(1)采用直徑 Φ 550mm 的 TA19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0. ISi)鈦合金鑄錠，切去鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；(2)用2000噸水壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上100°c，第二火次的始鍛溫度為鑄錠β相變點之上60°C，第一火次的終鍛溫度為850°C，第二火次的終鍛溫度為870°C，每火次的累積變形量均為65% ；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造3次，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為80% ；(4)重復(fù)步驟(3) —次；(5)將步驟(4)中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下13°C的條件下拔長鍛造，終鍛溫度為850°C，鍛造累積變形量為50% ；(6)重復(fù)步驟(5) —次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下16°C條件下拔長鍛造，拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理，終鍛溫度為855°C，鍛造累積變形量為30%，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。本實施例制備的TA19鈦合金板條內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條在室溫下的拉伸強度為900MPa 935MPa，屈服強度為830MPa 880MPa，延伸率 ^ 12%,斷面收縮率彡30%，在482°C時的拉伸強度625MPa 670MPa，屈服強度490MPa 520MPa，延伸率> 15%，斷面收縮率> 36%。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TA19鈦合金板條的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)切去TA19鈦合金鑄錠的冒口和錠底，除去TA19鈦合金鑄錠表皮氣孔；(2)用油壓機或水壓機將步驟(1)中除去表皮氣孔后的TA19鈦合金鑄錠開坯鍛造兩火次得到鍛坯，第一火次的始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之上100°C 150°C，第二火次的始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之上50°C 100°C，兩火次的終鍛溫度均不低于850°C，每火次的累積變形量均為65%以上；(3)將步驟O)中所述鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之下10°C 15°C的條件下反復(fù)鐓粗和拔長鍛造2 3次，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為65%以上；(4)重復(fù)步驟(3)—次；(5)將步驟(4)中經(jīng)鐓粗和拔長鍛造后的鍛坯空冷至室溫，然后將鍛坯表面的裂紋打磨干凈，將打磨后的鍛坯在始鍛溫度為TA19鈦合金鑄錠β相變點之下10°C 15°C的條件下拔長鍛造，終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為50%以上；(6)重復(fù)步驟(5)—次，得到坯料；(7)將步驟(6)中所述坯料空冷至室溫，然后將坯料表面裂紋打磨干凈，將打磨后的坯料在始鍛溫度為鑄錠β相變點之下15°C 20°C的條件下拔長鍛造，空冷至室溫得到ΤΑ19 鈦合金板條；所述拔長鍛造的終鍛溫度不低于850°C，鍛造累積變形量為25%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA19鈦合金板條的制備方法，其特征在于，步驟(7)中所述拔長鍛造過程中對坯料表面不平整的部位進(jìn)行常規(guī)整形處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TA19鈦合金板條的制備方法，該方法為首先切去TA19鈦合金鑄錠冒口和錠底，除去鑄錠表皮氣孔；然后用油壓機或水壓機將除去表皮氣孔后的鑄錠經(jīng)開坯鍛造得到鍛坯；接著對鍛坯進(jìn)行反復(fù)鐓粗和拔長鍛造得到坯料；最后將坯料拔長鍛造，空冷至室溫得到TA19鈦合金板條。本發(fā)明工藝簡單，不需要特殊設(shè)備，加工成本低，制備過程中不發(fā)生開裂，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品成材率高。采用本發(fā)明方法制備的TA19鈦合金板條產(chǎn)品內(nèi)部缺陷少，安全性高，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備的板條可用作航空發(fā)動機壓氣機盤、葉片機匣等零件。
文檔編號B21J5/06GK102319853SQ20111023302
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者孫丹, 富招弟, 曲恒磊, 李進(jìn)元, 楊健, 楊建朝, 歐陽文博, 王宏權(quán), 舒瀅, 蒲宣, 賀習(xí)榮, 高文超, 黃張洪 申請人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司