本發(fā)明屬于鈦合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫用TA7-DT鈦合金棒材的制備方法。

背景技術(shù)：

TA7(名義含量Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金，是應(yīng)用較多的一種α鈦合金，不能熱處理強(qiáng)化，常在退火態(tài)或熱軋態(tài)下使用，組織穩(wěn)定，低溫和焊接性能優(yōu)異。TA7-DT間隙元素極低，在-253℃下還能保持較好的塑性，是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。

TA7-DT鈦合金工藝性能差，熱加工過程中，物料表面熱損失極快，成分、熱加工溫度和工藝條件對棒材成品組織和性能影響較大，產(chǎn)品一致性難于控制，因此現(xiàn)有的制備方法制備出的TA7-DT鈦合金棒材晶粒粗大、綜合性能不佳，很難穩(wěn)定生產(chǎn)出室溫和低溫性能良好的TA7-DT鈦合金棒材。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種低溫用TA7-DT鈦合金棒材的制備方法，解決了TA7-DT棒材常規(guī)軋制生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的晶粒粗大、綜合性能不佳的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種低溫用TA7-DT鈦合金棒材的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1，選取成分均勻的TA7-DT合金鑄錠；

步驟2，棒坯鍛造：

將步驟1選取的TA7-DT合金鑄錠在相變點(diǎn)以上加熱，鍛造為組織均勻的精鍛坯料；

步驟3，坯料精鍛：

將步驟2得到的精鍛坯料，在相變點(diǎn)溫度加熱，充分保溫，一火次精鍛，加工成軋制坯料；

步驟4，坯料軋制：

對步驟3得到的軋制坯料在相變點(diǎn)以下加熱，充分保溫，軋制，加工成棒坯；

步驟5，熱處理：

將步驟4制得的棒坯進(jìn)行熱處理，空冷至室溫，然后矯直磨光，即得到低溫用TA7-DT鈦合金棒材。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1中TA7-DT合金鑄錠按照質(zhì)量百分比由以下元素組成：Al：5.20％～5.70％，Sn：2.50％～2.90％，F(xiàn)e≤0.08％，C≤0.08％，N≤0.05％，O：0.07％～0.11％，H≤0.05％，余量為Ti，以上元素質(zhì)量百分比之和為100％。

步驟2具體為：將TA7-DT鈦合金鑄錠，在相變點(diǎn)以上140℃～170℃加熱，充分保溫，經(jīng)3火次鐓拔后，在相變點(diǎn)以上0℃～30℃加熱，充分保溫，5火次直拔、摔圓，加工成組織均勻的Φ85mm～Φ100mm精鍛坯料。

步驟3中加熱溫度允許波動(dòng)-10℃～+10℃。

步驟3中精鍛過程中坯料的變形率為65％～80％。

步驟4中加熱溫度為相變點(diǎn)以下0℃～30℃。

步驟4中軋制過程中坯料的變形率為85％～95％。

步驟5中熱處理具體為：將棒坯在785℃～815℃下保溫1h。

本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明低溫用TA7-DT鈦合金棒材的制備方法，能夠生產(chǎn)出組織均勻、室溫和低溫綜合力學(xué)性能良好的TA7-DT鈦合金棒材。比常規(guī)軋制工藝生產(chǎn)的棒材橫向組織均勻，滿足GJB 495-1988要求，各項(xiàng)性能也達(dá)到了低溫用TA7-DT棒材的標(biāo)準(zhǔn)要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備得到的后TA7-DT鈦合金棒材的橫向組織高倍圖；

圖2是本發(fā)明制備得到的后TA7-DT鈦合金棒材的各項(xiàng)力學(xué)性能圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種低溫用TA7-DT鈦合金棒材的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1，熔煉鑄錠：

依據(jù)表1的目標(biāo)值，進(jìn)行合金配比計(jì)算，制定合適的熔煉工藝，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行三次真空熔煉，使該鈦合金各組元成分充分合金化和均勻化，控制雜質(zhì)和間隙元素的含量，最終制得成分滿足表1目標(biāo)值的TA7-DT合金鑄錠；

表1

步驟2，棒坯鍛造：

對成分符合目標(biāo)值的TA7-DT鈦合金鑄錠，在相變點(diǎn)以上140℃～170℃加熱，充分保溫，經(jīng)3火次鐓拔后，在相變點(diǎn)以上0℃～30℃加熱，充分保溫，5火次直拔、摔圓，加工成組織均勻的Φ85mm～Φ100mm精鍛坯料；

步驟3，坯料精鍛：

將步驟2得到的精鍛坯料，置于步進(jìn)式電阻爐中，在相變點(diǎn)加熱，允許波動(dòng)(-10℃～+10℃)，充分保溫，一火次精鍛，經(jīng)65％～80％變形，加工成軋制坯料；

步驟4，坯料軋制：

對步驟3得到的軋制坯料采用箱式電阻爐，在相變點(diǎn)以下0℃～30℃加熱，充分保溫，在橫列式軋機(jī)上軋制，經(jīng)85％～95％變形，加工成棒坯；

步驟5，熱處理：

將步驟4制得的棒坯在785℃～815℃下保溫1h進(jìn)行熱處理，空冷至室溫，然后矯直磨光，即得到低溫用TA7-DT鈦合金棒材。

圖1是采用本發(fā)明方法制備得到的TA7-DT鈦合金棒材的橫向組織高倍圖，從圖中可以看出棒材的橫向組織均勻。圖2是6組采用本發(fā)明方法制備得到的TA7-DT鈦合金棒材的各項(xiàng)力學(xué)性能圖，從圖中可以看出其各項(xiàng)力學(xué)性能都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)施例1

步驟1，合理設(shè)計(jì)成分配比，經(jīng)三次真空熔煉，得到合格鑄錠(成分見表2)，實(shí)測相變點(diǎn)1005℃；

表2

步驟2，將鑄錠在箱式電阻爐中加熱至1145℃，充分保溫，3火次鐓拔后，在1005℃加熱，5火直拔鍛至Φ100mm；

步驟3，將經(jīng)步驟2鍛造的鍛坯在步進(jìn)式電阻爐中加熱1005℃、充分保溫，1火精鍛至Φ45mm，累計(jì)變形率80％；

步驟4，將經(jīng)步驟3鍛造的坯料在箱式電阻爐加熱至1005℃、充分保溫，1火軋制為Φ16.5mm的棒坯，累計(jì)變形率85％；

步驟5，將棒坯在800℃下熱處理，保溫1h，空冷到室溫，矯直及表面處理，即得到低溫用TA7-DT鈦合金棒材。

實(shí)施例2

步驟1，合理設(shè)計(jì)成分配比，經(jīng)三次真空熔煉，得到合格鑄錠(成分見表3)，相變點(diǎn)1010℃；

表3

步驟2，將鑄錠在箱式電阻爐中加熱至1180℃，充分保溫，3火次鐓拔后，在1030℃加熱，5火直拔鍛至Φ85mm；

步驟3，將經(jīng)步驟2鍛造的鍛坯在步進(jìn)式電阻爐中加熱1020℃、充分保溫，1火精鍛至Φ45mm，累計(jì)變形率72％；

步驟4，將經(jīng)步驟3鍛造的坯料在箱式電阻爐加熱980℃、充分保溫，1火軋制為Φ11.5mm的棒坯，累計(jì)變形率93％；

步驟5，將棒坯在815℃下熱處理，保溫1h，空冷到室溫，矯直及表面處理，即得到低溫用TA7-DT鈦合金棒材。

實(shí)施例3

步驟1，合理設(shè)計(jì)成分配比，經(jīng)三次真空熔煉，得到合格鑄錠(成分見表4)，相變點(diǎn)1020℃；

表4

步驟2，將鑄錠在箱式電阻爐中加熱至1180℃，充分保溫，3火次鐓拔后，在1050℃加熱，5火直拔鍛至Φ95mm；

步驟3，將經(jīng)步驟2鍛造的鍛坯在步進(jìn)式電阻爐中加熱1010℃、充分保溫，1火精鍛至Φ55mm，累計(jì)變形率65％；

步驟4，將經(jīng)步驟3鍛造的坯料在箱式電阻爐加熱1000℃、充分保溫，1火軋制為Φ13mm的棒坯，累計(jì)變形率95％；

步驟5，將棒坯785℃下熱處理，保溫1h，空冷到室溫，矯直及表面處理，即得到低溫用TA7-DT鈦合金棒材。