本發(fā)明涉及金屬熱加工，具體為一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法。

背景技術：

1、隨著航空裝備輕量化的需求，關鍵承力構件逐漸往大型化、整體化方向發(fā)展，使得對原材料棒材的尺寸進一步增加。在大規(guī)格原材料棒材(直徑≥400mm)的生產(chǎn)過程中，常采用大規(guī)格鑄錠(直徑≥700mm)來生產(chǎn)原材料，由于鍛造比小，從鑄錠到大規(guī)格原材料中間經(jīng)過的火次少，變形程度不夠，會在心部產(chǎn)生大量的不完全再結晶，不完全再結晶晶粒里面會存在大量的小角度晶界，使得不完全再結晶晶粒與完全再結晶晶粒之間出現(xiàn)明顯的襯度差異(圖1)，導致經(jīng)傳統(tǒng)熱處理后生產(chǎn)出來的鍛件的整體組織不均勻，最終會遺傳到鍛件組織。此外，還容易出現(xiàn)整體組織不均勻的現(xiàn)象，例如棒材各部位α晶粒的尺寸、體積分數(shù)分布不均(圖2)。若采用傳統(tǒng)的熱處理工藝，鍛件心部依舊存有初生α相(圖3)，導致產(chǎn)品性能不佳。

2、在生產(chǎn)小規(guī)格原材料(直徑＜350mm)時，同樣使用大規(guī)格鑄錠(直徑≥700mm)來生產(chǎn)原材料，但在鍛造過程中，鍛造比大，中間會通過多個火次的鍛壓，在多火次的鍛壓過程中，大規(guī)格鑄錠的尺寸逐漸減小，鍛件鍛造過程中變形也更加均勻，使鍛件心部的α晶粒也能發(fā)生均勻變形，熱處理過程中也能保證溫度的均勻，能夠將大規(guī)格鑄錠中的整體組織不均勻的現(xiàn)象消除，得到整體組織形態(tài)均勻的原材料，最終鍛件的整體組織形態(tài)也非常均勻。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法，用于消除鍛件組織中的襯度差異。

2、本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法，包括如下步驟，

3、s1：將鑄錠放置在加熱爐中，將鑄錠加熱至鍛打溫度，使鑄錠心部到溫；

4、s2：對鑄錠進行多火次的鍛打，形成原材料；

5、s3：對原材料進行多火次的加熱鍛打，形成鍛件；

6、s4：將鍛件放置在加熱爐中，將鍛件加熱至tβ+δt，δt為-30～-20℃，保溫90～120分鐘；

7、s5：保溫完成以后再將鍛件加熱至tβ+δn，δn為15～30℃，保溫60～90分鐘；隨后將鍛件進行時效保溫處理。

8、s6：關閉加熱爐，使鍛件空冷至室溫。

9、進一步，在步驟s5中，時效保溫處理過程為，加熱爐溫度調(diào)節(jié)至時效溫度，時效溫度為540～590°，將鍛件放入加熱爐中進行時效保溫6～8小時。

10、進一步，在步驟s4中，鍛件加熱至tβ+δt，δt為-30～-20℃，保溫90～120分鐘，保證所有α晶粒全部溶解完成，且α晶粒完全轉變成為β晶粒。促使α晶粒溶解的同時促進小角度晶界轉為大角度晶界，弱化襯度。

11、本發(fā)明的有益效果是：通過將鍛件放置在加熱爐中，將鍛件加熱至tβ+δt，保溫第一時間；使鍛件中的α晶粒完全轉變成為β晶粒并促進小角度晶界轉為大角度晶界，弱化襯度；在將鍛件再將鍛件加熱至tβ+δn，n大于t，保溫第二時間；使β晶粒均勻成長，保證鍛件內(nèi)部組織均勻，并避免β晶粒的過度長大，消除鍛件組織中的襯度差異。

技術特征：

1.一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法，其特征在于：包括如下步驟，

2.如權利要求1所述的一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法，其特征在于：在步驟s5中，時效保溫處理過程為，加熱爐溫度調(diào)節(jié)至時效溫度，時效溫度為540～590°，將鍛件放入加熱爐中進行時效保溫6～8小時。

3.如權利要求1所述的一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法，其特征在于：在步驟s4中，鍛件加熱至tβ+δt，δt為-30～-20℃，保溫90～120分鐘，保證所有α晶粒全部溶解完成，且α晶粒完全轉變成為β晶粒。

技術總結
本發(fā)明涉及金屬熱加工技術領域，具體為一種提高高強鈦合金大型構件組織均勻性的方法。包括如下步驟，S1：將鑄錠放置在加熱爐中，將鑄錠加熱至鍛打溫度；S2：對鑄錠進行多火次的鍛打，形成原材料；S3：對原材料進行多火次的加熱鍛打，最終形成鍛件；S4：將鍛件放置在加熱爐中，將鍛件加熱至Tβ+Δt，保溫90～120分鐘；S5：保溫完成以后再將鍛件加熱至Tβ+Δn，保溫60～90分鐘；隨后將加熱爐溫度調(diào)節(jié)至時效溫度，進行時效保溫第三時間；本發(fā)明，通過將鍛件放置在加熱爐中，將鍛件加熱至Tβ+Δt，保溫保溫90～120分鐘；使鍛件中的α晶粒完全轉變成為β晶粒，在將鍛件再將鍛件加熱至Tβ+Δn，保溫60～90分鐘；使β晶粒均勻成長，消除鍛件組織中的襯度差異。

技術研發(fā)人員：李昌民,曾菁,莫安軍,羅恒軍,魏明剛,崔明亮,王曉巍
受保護的技術使用者：中國第二重型機械集團德陽萬航模鍛有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10