專利名稱：一種ta7鈦合金餅材的制備方法
一種TA7鈦合金餅材的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈦合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TA7鈦合金餅材的制備方法。
背景技術(shù)：
TA7鈦合金(名義成分為T1-5A1_2. 5Sn)是單相α鈦合金，因具有良好的焊接性、 較高的熱強(qiáng)性和優(yōu)異的超低溫性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)部件、空間推進(jìn)器部件和超低溫儲藏器等關(guān)鍵件。由于ΤΑ7鈦合金在兩相區(qū)溫度區(qū)間內(nèi)的加工塑性差，易在鍛件內(nèi)部和外部形成裂紋，鍛造允許變形量較小，加之鍛件變形死區(qū)的客觀存在，使ΤΑ7鈦合金的顯微組織不易實(shí)現(xiàn)均勻化，在顯微組織參數(shù)的定量控制方面存在一定困難。此外，鋁、 氧等強(qiáng)化元素的添加比例也很重要，強(qiáng)化元素含量過高，會導(dǎo)致ΤΑ7鈦合金產(chǎn)生低溫脆性； 強(qiáng)化元素含量過低，則會導(dǎo)致ΤΑ7鈦合金的強(qiáng)度值不能滿足技術(shù)要求。因此，對ΤΑ7鈦合金根據(jù)使用要求進(jìn)行成份設(shè)計(jì)和顯微組織參數(shù)的定量控制是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)ΤΑ7鈦合金鍛件的技術(shù)關(guān)鍵。
目前常規(guī)的ΤΑ7鈦合金鍛件的鍛造工藝為在ΤΑ7鈦合金的β相變點(diǎn)以上的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行開坯鍛造后，在β相變點(diǎn)以下3(T80°C的溫度范圍內(nèi)鍛制半成品和成品，采用常規(guī)鍛造工藝制備的TA7鈦合金鍛件存在鍛件易開裂、變形組織不均勻等諸多問題，導(dǎo)致 TA7鈦合金鍛件的質(zhì)量較差，不適于TA7鈦合金鍛件的批量生產(chǎn)。
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TA7鈦合金餅材的制備方法。該方法針對TA7鈦合金材料的物性特征，通過對TA7鈦合金化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、道次鍛造比、總鍛造比等鍛造工藝參數(shù)的綜合控制， 使得初級鍛還的晶粒尺寸在7mnTl5mm的范圍內(nèi)，半成品鍛還的晶粒尺寸在lmnT6mm的范圍內(nèi)，TA7鈦合金餅材的顯微組織中條狀α長度在O.1OmnTO. 25mm的范圍內(nèi)，最終獲得具有合理晶粒尺寸和組織參數(shù)的TA7鈦合金餅材。采用該方法制備的TA7鈦合金餅材，在室溫 (20°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡830MPa，屈服強(qiáng)度彡760MPa，延伸率彡16%，斷面收縮率彡41% ； 在超低溫(_253°C)條件下的拉伸強(qiáng)度> 1490MPa，延伸率> 12% ;超聲波探傷滿足國家標(biāo)準(zhǔn) GB5193-85 “鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法”中A級標(biāo)準(zhǔn)要求，說明采用該方法制備的TA7鈦合金餅材顯微組織均勻，低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
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TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
步驟一、切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷； 所述TA7鈦合金鑄錠的截面為直徑為700mnT900mm的圓形；
步驟二、采用快鍛機(jī)或電液錘將步驟一中去除表面缺陷后的TA7鈦合金鑄錠進(jìn)行開坯鍛造，空冷后得到初級鍛坯；所述開坯鍛造采用軸向拔長的鍛造方式，共分2 4火次完成，每火次開坯鍛造的始鍛溫度均在β相變點(diǎn)以上100noo°c，每火次開坯鍛造的鍛造比均為1. 56 4. 00 ;所述開坯鍛造的總鍛造比為12. 96 20. 26 ；
步驟三、采用快鍛機(jī)或電液錘將步驟二中所述初級鍛坯進(jìn)行中間鍛造，空冷后得到半成品鍛坯；所述中間鍛造采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式，共分3飛火次完成，每火次中間鍛造的始鍛溫度均在β相變點(diǎn)以下10°C 20°C，每火次中間鍛造的鍛造比均為2.04 3. 32 ;所述中間鍛造的總鍛造比為11. 66 109. 96 ；
步驟四、將步驟三中所述半成品鍛坯進(jìn)行鋸切下料，然后采用快鍛機(jī)或電液錘將鋸切下料后的半成品鍛坯進(jìn)行一火次的成形鍛造，空冷后得到截面直徑為200mnT300mm，厚度為80mnTl50mm的TA7鈦合金餅材；所述成形鍛造采用軸向鐓粗的鍛造方式，所述成形鍛造的始鍛溫度在β相變點(diǎn)以下1(T40°C，所述成形鍛造的總鍛造比為2.4(Γ3.32。
上述的一種ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述ΤΑ7鈦合金鑄錠由ΤΑ7鈦合金自耗電極經(jīng)2 3次真空自耗電弧熔煉得到，所述ΤΑ7鈦合金鑄錠中錫的質(zhì)量百分含量為2. 09Γ3. 0%，鋁的質(zhì)量百分含量為5. 09Γ5. 75%，氧的質(zhì)量百分含量為O.079Γ0. 12%，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。
上述的一種ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，所述錫以T1-Sn中間合金的形式配入，所述鋁以純鋁的形式配入，所述氧以二氧化鈦的形式配入。
上述的一種ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟二中每火次開坯鍛造均分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 25^2. 00，每火次開坯鍛造的終鍛溫度均彡 950。。。
上述的一種ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟三中每火次中間鍛造均分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 43^1. 82，每火次中間鍛造的終鍛溫度均彡 950。。。
上述的一種ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述成形鍛造共分兩道次完成，每道次成形鍛造的鍛造比均為1. 55^1. 82，所述成形鍛造的終鍛溫度彡 850。。。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明針對ΤΑ7鈦合金材料的物性特征，通過對ΤΑ7鈦合金化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、道次鍛造比、總鍛造比等鍛造工藝參數(shù)的綜合控制，最終獲得具有合理晶粒尺寸和組織參數(shù)的ΤΑ7鈦合金餅材；本發(fā)明首先采用軸向拔長的鍛造方式進(jìn)行開坯鍛造，使開坯鍛造后的ΤΑ7鈦合金的晶粒尺寸控制在7mnTl5mm的范圍內(nèi)，然后采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式進(jìn)行中間鍛造，使中間鍛造后的TA7鈦合金的晶粒尺寸控制在ImnTemm的范圍內(nèi)，最后采用軸向鐓粗的鍛造方式進(jìn)行成形鍛造，使得TA7鈦合金餅材的顯微組織中條狀α長度控制在O.1OmnTO. 25mm的范圍內(nèi)；本發(fā)明通過對TA7鈦合金晶粒尺寸和組織參數(shù)的量化控制，使制備的TA7鈦合金餅材滿足室溫強(qiáng)度和低溫韌性的要求。
2、本發(fā)明通過對TA7鈦合金進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，尤其對TA7鈦合金中鋁、氧、錫等元素的添加形態(tài)以及質(zhì)量含量的控制，使制備的TA7鈦合金餅材具備良好的低溫韌性和室溫性倉泛。
3、本發(fā)明方法工藝簡單，通過量化地控制鍛造各階段的組織參數(shù)，使TA7鈦合金餅材產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性得到了真正的保障，制備的TA7鈦合金餅材的顯微組織均勻，超低溫性能優(yōu)異，可應(yīng)用于超低溫儲藏器等關(guān)鍵件。
4、采取本發(fā)明方法制備的TA7鈦合金餅材的超低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異，其在室溫(20°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡830MPa，屈服強(qiáng)度彡760MPa，延伸率彡16%，斷面收縮率彡41% ;在超低溫(_253°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡1490MPa，延伸率彡12% ;超聲波探傷滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB5193-85 “鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法”中A級標(biāo)準(zhǔn)要求。
5、本發(fā)明TA7鈦合金餅材的制備方法，與傳統(tǒng)的在溫度為β相變點(diǎn)以下3(T80°C 的條件下鍛制半成品和成品的制備方法相比，本發(fā)明方法的鍛造溫度提高了 20°C 40°C， 使TA7鈦合金的加工塑性得到明顯改善，每火次鍛造的無形損耗量即由鍛造裂紋帶來的修磨量可減低2°/Γ3%，大大減少了生產(chǎn)成本。
6、本發(fā)明ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，對設(shè)備性能的依賴性小，無需特制設(shè)備或復(fù)雜設(shè)備，采用常規(guī)的快鍛機(jī)或電液錘即能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
7、本發(fā)明ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法，還適用于超低溫條件下使用的近α型鈦合金或α+β兩相鈦合金的餅形或盤形鍛件的工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣泛的指導(dǎo)意義。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例ΤΑ7鈦合金餅材的制備方法包括以下步驟
步驟一、將ΤΑ7鈦合金自耗電極經(jīng)過2次真空自耗電弧熔煉，得到截面直徑為 700mm的TA7鈦合金鑄錠，然后切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷；所述TA7鈦合金鑄錠中錫的質(zhì)量百分含量為2. 00%，鋁的質(zhì)量百分含量為 5. 00%，氧的質(zhì)量百分含量為O. 07%，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)；其中錫以T1-Sn中間合金的形式配入，鋁以純鋁的形式配入，氧以二氧化鈦的形式配入；
步驟二、采用快鍛機(jī)將步驟一中所述TA7鈦合金鑄錠在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以上 100°C的條件下進(jìn)行2火次的開坯鍛造，空冷后得到初級鍛坯；所述開坯鍛造采用軸向拔長的鍛造方式，其中第一火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 80， 第一火次開坯鍛造的鍛造比為3. 24，第一火次開坯鍛造的終鍛溫度為980°C;第二火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為2. 00，第一火次開坯鍛造的鍛造比為4.00，終鍛溫度為980°C ;所述開坯鍛造的總鍛造比為12. 96;
步驟三、采用快鍛機(jī)將步驟二中所述初級鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下10°C 的條件下進(jìn)行3火次的中間鍛造，空冷后得到半成品鍛坯；所述中間鍛造采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式，第一火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1.43，第一火次中間鍛造的鍛造比為2. 045，第一火次中間鍛造的終鍛溫度為950°C ;第二火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 43，第二火次中間鍛造的鍛造比為2. 045，第二火次中間鍛造的終鍛溫度為950°C ;第三火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 67，第三火次中間鍛造的鍛造比為2. 789，第三火次中間鍛造的終鍛溫度為950°C ;所述中間鍛造的 總鍛造比為11. 663;
步驟四、將步驟三中所半成品鍛坯進(jìn)行鋸切下料，然后采用快鍛機(jī)將鋸切下料后的半成品鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下10°c的條件下進(jìn)行I火次的成形鍛造，空冷后得到截面直徑為200mm，厚度為80mm的TA7鈦合金餅材；所述成形鍛造采用軸向鐓粗的鍛造方式，共分兩道次完成，每道次成形鍛造的鍛造比均為1. 55，總鍛造比為2. 402，終鍛溫度為 900。。。
本實(shí)施例針對TA7鈦合金材料的物性特征，通過對TA7鈦合金化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、道次鍛造比、總鍛造比等鍛造工藝參數(shù)的綜合控制，最終獲得具有合理晶粒尺寸和組織參數(shù)的TA7鈦合金餅材；本實(shí)施例的初級鍛坯的晶粒尺寸在13mnTl5mm的范圍內(nèi)，半成品鍛還的晶粒尺寸在5mnT6mm的范圍內(nèi)，TA7鈦合金餅材的顯微組織中條狀α長度為O. 21mnT0. 25mm。采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材，在室溫 (20°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡830MPa，屈服強(qiáng)度≤760MPa，延伸率≤16%，斷面收縮率≤41% ； 在超低溫(_253°C)條件下的拉伸強(qiáng)度> 1490MPa，延伸率> 12% ;超聲波探傷滿足國家標(biāo)準(zhǔn) GB5193-85 “鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法”中A級標(biāo)準(zhǔn)要求，說明采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材顯微組織均勻，低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異。
實(shí)施例2
本實(shí)施例TA7鈦合金餅材的制備方法包括以下步驟
步驟一、將TA7鈦合金自耗電極經(jīng)過3次真空自耗電弧熔煉，得到截面直徑為 800mm的TA7鈦合金鑄錠，然后切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷；所述TA7鈦合金鑄錠中錫的質(zhì)量百分含量為2. 50%，鋁的質(zhì)量百分含量為5.37%，氧的質(zhì)量百分含量為O. 10%，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)；其中錫以T1-Sn中間合金的形式配入，鋁以純鋁的形式配入，氧以二氧化鈦的形式配入；
步驟二、采用快鍛機(jī)將步驟一中所述TA7鈦合金鑄錠在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以上150°C的條件下進(jìn)行3火次的開坯鍛造，空冷后得到初級鍛坯；所述開坯鍛造采用軸向拔長的鍛造方式，第一火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 50，第一火次開坯鍛造的鍛造比為2. 25，第一火次開坯鍛造的終鍛溫度為970°C ;第二火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 65，第二火次開坯鍛造的鍛造比為2.723，第二火次開坯鍛造的終鍛溫度為970°C ;第三火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 70，第三火次開坯鍛造的鍛造比為2. 89，第三火次開坯鍛造的終鍛溫度為970°C ;所述開坯鍛造的總鍛造比為17. 706;
步驟三、采用快鍛機(jī)將步驟二中所述初級鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下15°C 的條件下進(jìn)行4火次的中間鍛造，空冷后得到半成品鍛坯；所述中間鍛造采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式，第一火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1.43，第一火次中間鍛造的鍛造比為2. 045，第一火次中間鍛造的終鍛溫度為960°C ;第二火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 82，第二火次中間鍛造的鍛造比為3. 312，第二火次中間鍛造的終鍛溫度為960°C ;第三火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 82，第三火次中間鍛造的鍛造比為3. 312，第三火次中間鍛造的終鍛溫度為960°C ;第四火次中間鍛造共分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 67，第四火次中間鍛造的鍛造比為2. 789，第四火次中間鍛造的終鍛溫度為960°C ； 所述中間鍛造的總鍛造比為62. 564 ；
步驟四、將步驟三中所述半成品鍛坯進(jìn)行鋸切下料，然后采用快鍛機(jī)將鋸切下料后的半成品鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下25°C的條件下進(jìn)行I火次的成形鍛造，空冷后得到截面直徑為250mm，厚度為120mm的TA7鈦合金餅材；所述成形鍛造采用軸向鐓粗的鍛造方式，分兩道次完成，每道次成形鍛造的鍛造比均為1. 69，總鍛造比為2. 856，終鍛溫度為 900。。；
本實(shí)施例針對TA7鈦合金材料的物性特征，通過對TA7鈦合金化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、道次鍛造比、總鍛造比等鍛造工藝參數(shù)的綜合控制，最終獲得具有合理晶粒尺寸和組織參數(shù)的TA7鈦合金餅材；本實(shí)施例的初級鍛坯的晶粒尺寸在 IOmm^l2mm的范圍內(nèi)，半成品鍛還的晶粒尺寸在3mnT4mm的范圍內(nèi)，TA7鈦合金餅材的顯微組織中條狀α長度在O. 16mnT0. 20mm的范圍內(nèi)。采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材，在室溫(20°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡830MPa，屈服強(qiáng)度彡760MPa，延伸率彡16%，斷面收縮率彡41% ;在超低溫(_253°C)條件下的拉伸強(qiáng)度彡1490MPa，延伸率彡12% ;超聲波探傷滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB5193-85 “鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法”中A級標(biāo)準(zhǔn)要求，說明采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材顯微組織均勻，低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異。
實(shí)施例3
本實(shí)施例TA7鈦合金餅材的制備方法包括以下步驟
步驟一、將TA7鈦合金自耗電極經(jīng)過3次真空自耗電弧熔煉，得到截面直徑為 900mm的TA7鈦合金鑄錠，然后切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷；所述TA7鈦合金鑄錠中錫的質(zhì)量百分含量為3. 0%，鋁的質(zhì)量百分含量為5.75%，氧的質(zhì)量百分含量為O. 12%，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)；其中錫以T1-Sn中間合金的 形式配入，鋁以純鋁的形式配入，氧以二氧化鈦的形式配入；
步驟二、采用電液錘將步驟一中所述TA7鈦合金鑄錠在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以上200°C的條件下進(jìn)行4火次的開坯鍛造，空冷后得到初級鍛坯；所述開坯鍛造采用軸向拔長的鍛造方式，第一火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 25，第一火次開坯鍛造的鍛造比為1. 563，第一火次開坯鍛造的終鍛溫度為950°C ;第二火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 50，第二火次開坯鍛造的鍛造比為2.25，第二火次開坯鍛造的終鍛溫度為950°C ;第三火次開坯鍛造共分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 50，第三火次開坯鍛造的鍛造比為2. 25，第三火次開坯鍛造的終鍛溫度為950°C ;第四火次開坯鍛造共兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 60，第四火次開坯鍛造的鍛造比為2. 56，第四火次開坯鍛造的終鍛溫度為950°C;述開坯階段的總鍛造比為20. 256;
步驟三、采用電液錘將步驟二中所述初級鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下20°C 的條件下進(jìn)行5火次的中間鍛造，空冷后得到半成品鍛坯；所述中間鍛造采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式，每火次中間鍛造均分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 60，每火次中間鍛造的鍛造比均為2. 56，每火次中間鍛造的終鍛溫度均為970°C ;所述中間鍛造的總鍛造比為109. 951 ；
步驟四、將步驟三中所述半成品鍛坯進(jìn)行鋸切下料，然后采用電液錘將鋸切下料后的半成品鍛坯在始鍛溫度為β相變點(diǎn)以下40°C的條件下進(jìn)行I火次的成形鍛造，空冷后得到截面直徑為300mm，厚度為150mm的TA7鈦合金餅材；所述成形鍛造采用軸向鐓粗的鍛造方式，分兩道次完成，每道次成形鍛造的鍛造比均為1. 82，所述成形鍛造的總鍛造比為3.312，所述成形鍛造的終鍛溫度為850°C。
本實(shí)施例針對TA7鈦合金材料的物性特征，通過對TA7鈦合金化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、道次鍛造比、總鍛造比等鍛造工藝參數(shù)的綜合控制，最終獲得具有合理晶粒尺寸和組織參數(shù)的TA7鈦合金餅材；本實(shí)施例的初級鍛坯的晶粒尺寸在 7mnT9mm的范圍內(nèi)，半成品鍛還的晶粒尺寸在lmnT2mm的范圍內(nèi)，TA7鈦合金餅材的顯微組織中條狀α長度為O.1OmnTO. 15mm。采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材，在室溫(20°C ) 條件下的拉伸強(qiáng)度彡830MPa，屈服強(qiáng)度彡760MPa，延伸率彡16%，斷面收縮率彡41% ;在超低溫(_253°C)條件下的拉伸強(qiáng)度> 1490MPa，延伸率> 12% ;超聲波探傷滿足國家標(biāo)準(zhǔn) GB5193-85 “鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法”中A級標(biāo)準(zhǔn)要求，說明采用本實(shí)施例制備的TA7鈦合金餅材顯微組織均勻，低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根 據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，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TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一、切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷；所述TA7鈦合金鑄錠的截面為直徑為700mnT900mm的圓形； 步驟二、采用快鍛機(jī)或電液錘將步驟一中去除表面缺陷后的TA7鈦合金鑄錠進(jìn)行開坯鍛造，空冷后得到初級鍛坯；所述開坯鍛造采用軸向拔長的鍛造方式，共分2 4火次完成，每火次開坯鍛造的始鍛溫度均在P相變點(diǎn)以上ioonoo°c，每火次開坯鍛造的鍛造比均為1. 56 4. OO ;所述開坯鍛造的總鍛造比為12. 96 20. 26 ； 步驟三、采用快鍛機(jī)或電液錘將步驟二中所述初級鍛坯進(jìn)行中間鍛造，空冷后得到半成品鍛坯；所述中間鍛造采用軸向反復(fù)鐓粗和拔長的鍛造方式，共分3飛火次完成，每火次中間鍛造的始鍛溫度均在P相變點(diǎn)以下10°C 20°C，每火次中間鍛造的鍛造比均為2.04 3. 32 ;所述中間鍛造的總鍛造比為11. 66 109. 96 ； 步驟四、將步驟三中所述半成品鍛坯進(jìn)行鋸切下料，然后采用快鍛機(jī)或電液錘將鋸切下料后的半成品鍛坯進(jìn)行一火次的成形鍛造，空冷后得到截面直徑為200mnT300mm，厚度為80mnTl50mm的TA7鈦合金餅材；所述成形鍛造采用軸向鐓粗的鍛造方式，所述成形鍛造的始鍛溫度在P相變點(diǎn)以下1(T40°C，所述成形鍛造的總鍛造比為2.401.32。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述TA7鈦合金鑄錠由TA7鈦合金自耗電極經(jīng)2 3次真空自耗電弧熔煉得到，所述TA7鈦合金鑄錠中錫的質(zhì)量百分含量為2. 09T3. 0%，鋁的質(zhì)量百分含量為5. 09T5. 75%，氧的質(zhì)量百分含量為0. 079T0. 12%，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，所述錫以T1-Sn中間合金的形式配入，所述鋁以純鋁的形式配入，所述氧以二氧化鈦的形式配入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟二中每火次開坯鍛造均分兩道次完成，每道次開坯鍛造的鍛造比均為1. 25^2. 00，每火次開坯鍛造的終鍛溫度均彡950°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟三中每火次中間鍛造均分兩道次完成，每道次中間鍛造的鍛造比均為1. 43^1. 82，每火次中間鍛造的終鍛溫度均彡950°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA7鈦合金餅材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述成形鍛造共分兩道次完成，每道次成形鍛造的鍛造比均為1. 55^1. 82，所述成形鍛造的終鍛溫度彡850°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種TA7鈦合金餅材的制備方法，包括以下步驟一、切除TA7鈦合金鑄錠的冒口和錠底，并去除TA7鈦合金鑄錠的表面缺陷；二、將TA7鈦合金鑄錠進(jìn)行開坯鍛造，得到初級鍛坯；三、將初級鍛坯進(jìn)行中間鍛造，得到半成品鍛坯；四、將半成品鍛坯鋸切下料，然后進(jìn)行成形鍛造，得到TA7鈦合金餅材。本發(fā)明針對TA7鈦合金材料的物性特征，通過對化學(xué)成分進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，以及對始鍛溫度、終鍛溫度、總鍛造比等工藝參數(shù)的綜合控制，使得初級鍛坯、半成品鍛坯和TA7鈦合金餅材的顯微組織尺寸均得到均勻控制；采用本發(fā)明制備的TA7鈦合金餅材顯微組織均勻，低溫機(jī)械性能和室溫機(jī)械性能均優(yōu)異，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C22F1/18GK102994922SQ20131000006
公開日2013年3月27日 申請日期2013年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月1日
發(fā)明者吳華, 李維, 王宏權(quán), 張智, 楊建朝, 葉紅川, 李進(jìn)元, 侯鵬, 文寧 申請人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司