超細晶粒鈦合金tc4葉片的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)動機制造【技術(shù)領(lǐng)域】的超細晶粒鈦合金TC4葉片，由葉身部分、榫頭部分以及位于兩者之間的過渡部分組成，本裝置具有超細晶粒的同時強度提高到1160MPa。
【專利說明】超細晶粒鈦合金TC4葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種發(fā)動機制造【技術(shù)領(lǐng)域】的葉片，具體是一種超細晶粒鈦合金TC4葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在，為了大飛機及支線飛機甚至戰(zhàn)斗機制造之需，我國規(guī)劃建立研發(fā)批量生產(chǎn)新型發(fā)動機。為了順利實現(xiàn)規(guī)劃必須保證在國內(nèi)外市場具有競爭能力的燃氣輪機的生產(chǎn)。其中葉片是燃氣輪機的關(guān)鍵零件之一。如今常規(guī)的模鍛方法，不僅成本高，而且綜合性能滿足不了高要求。本實用新型就是為了克服現(xiàn)今制造技術(shù)不足，用超細晶粒100~500nmTC4鈦合金制造葉片，不僅使鍛造溫度降低220°C，從而可使用低性能低價格耐熱模具鋼鍛造葉片、降低成本，而且使鈦合金葉片強度提高了 8%，疲勞強度增加20~30%，零件壽命、耐磨性和耐蝕性增長幾倍。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種超細晶粒鈦合金TC4葉片，具有超細晶粒的同時強度提高到1160MPa。
[0004]本實用新型是通過以下技 術(shù)方案實現(xiàn)的，本實用新型葉片由葉身部分、榫頭部分以及位于兩者之間的過渡部分組成，其中:過渡部分的顯微組織為粒徑10 Pm球狀a顆粒和片狀a/0組織；榫頭部位的顯微組織為帶有a相的尺寸5i!m片狀晶粒。
[0005]所述的葉身部分的形狀長寬尺寸為:長58mm,平均寬33mm。
[0006]所述的榫頭部分的形狀長寬尺寸為:長13.5mm,平均寬38mm。
[0007]所述的過渡部分的形狀長寬尺寸為:長5mm，平均寬34mm。
[0008]本實用新型所述葉片具有超細晶粒，其強度達到1160MPa。
[0009]本實用新型采用的鈦合金具體為(a + 0 )型鈦合金TC4，具有平均P相晶粒尺寸230 u m ;預(yù)定合金變形溫度范圍在具有P -相占15~25%TC4范圍內(nèi)。
[0010]技術(shù)效果
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)效果包括:
[0012]1.在700°C模鍛條件下，具有超細組織的葉片葉身宏觀組織沒有惡化。這就保證了具有超細晶粒的葉片強度提高到1160MPa，超過常規(guī)生產(chǎn)葉片8%以上。
[0013]2.具有超細晶粒葉片比常規(guī)生產(chǎn)的葉片具有更高抗疲勞裂紋生成性能，離子氮化表面提聞了該指標。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為等溫條件下多重全方位變形獲得具有超細晶粒的毛坯變形略圖；
[0015]圖中:a為垂直圓柱體軸線(y軸)鐓拔過程示意圖；b為長方體鐓拔過程示意圖；c為6面體變成8面體鐓拔過程示意圖。[0016]圖2為本實用新型制備得到的葉片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中:a為王視圖；b為后視圖；c為a的A面首I]視圖。
【具體實施方式】
[0018]下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0019]實施例1
[0020]如圖1和圖2所示，本實施例葉片由葉身部分1、榫頭部分2以及位于兩者之間的過渡部分3組成，其中:過渡部分3的顯微組織為粒徑10 Pm球狀a顆粒和片狀a/0組織；榫頭部位2的顯微組織為帶有a相的尺寸5 u m片狀晶粒。
[0021]所述的葉身部分I的形狀長寬尺寸為:長58mm，平均寬33mm。
[0022]所述的榫頭部分2的形狀長寬尺寸為:長13.5mm,平均寬38mm。
[0023]所述的過渡部分3的形狀長寬尺寸為:長5mm,平均寬34mm。
[0024]本實施例葉片具有超細晶粒的鈦合金TC4葉片，其強度達到1160MPa，該葉片通過以下方法制備得到:
[0025]第一步、如圖1a)中I所示,用DQ=50mm、高Htl=IOOmm的TC4鈦合金棒料,經(jīng)中頻感應(yīng)加熱后，置于型號THP10-2000B裝有等溫裝置的鍛造液壓機上鍛壓，具體為:
[0026]1.1)如圖1a中`2-4所示，以y軸方向，總變形程度50% (即鐓去50mm高度)，每次繳粗變形量≤5%進行繳粗10次；如圖1a中4所示,得到的半成品。
[0027]1.2)如圖1b中1-4所示，將y軸變?yōu)閤軸，平行x軸方向鐓粗，總變形程度50%，每次鐓拔變形量< 5%進行鐓拔10次，如圖1b中3所示，得到長方體。
[0028]1.3)如圖1c中2-4所示，將X軸變?yōu)閦軸，平行z軸拔長并鐓粗，總變形程度50%，每次鐓拔變形量< 5%進行鐓拔10次，如圖1c中4所示，得到八面體。
[0029]1.4)置于徑向制有拔長臺等溫模塊中拉拔之后獲得具有要求尺寸的毛坯。
[0030]第二步、鐓粗頭部:葉片后續(xù)變形鐓粗頭部，變形部分經(jīng)過型號為D91-16電熱鐓機上局部接觸加熱完成鐓粗工步。
[0031]第三步、等溫模鍛:在16麗液壓機上700°C模具中進行成形工步變形一終鍛。
[0032]第四步、將試樣表面在等離子體催化劑中進行離子處理以植入低能量的離子氮。
【權(quán)利要求】
1.一種超細晶粒鈦合金TC4葉片，其特征在于，由葉身部分、榫頭部分以及位于兩者之間的過渡部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片，其特征是，所述的葉身部分的形狀長寬尺寸為:長58臟，平均寬33臟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片，其特征是，所述的榫頭部分的形狀長寬尺寸為:長13.5臟，平均寬38臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片，其特征是，所述的過渡部分的形狀長寬尺寸為:長5mm，平均寬34mm。
【文檔編號】F01D5/14GK203403911SQ201320438587
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】吳振清 申請人:上海駁原金屬材料有限公司