一種Ti60鈦合金等溫鍛造及熱處理方法與流程

技術領域本發明涉及鈦合金熱加工技術領域，具體涉及一種Ti60鈦合金等溫鍛造及熱處理方法。

背景技術：

Ti60鈦合金是一種Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si系多元復合強化的近α型高溫鈦合金，它是我國自行設計研制的具有自主知識產權的600℃高溫鈦合金，該合金應用高合金化、微合金化和復合強化方式，在Ti-Al-Sn-Zr的基礎上以同時加入一定量的Ta、Nb和Mo三種同晶型高熔點的穩定元素，通過這三種元素與α穩定元素Al、Sn和Zr等合金元素之間切當搭配和共同合作，使合金成為集細晶強化、固溶強化和第二相(α2和硅化物)彌散強化于一身的多元復合強化的一種熱強鈦合金，它具有優良的綜合性能，使它在工作溫度下具有高的熱強性、抗氧化性和滿意的熱穩定性的良好匹配。近些年航空發動機的壓氣機的工作溫度已達或超過600℃，目前投入使用的高溫鈦合金有英國的IN1834合金，美國的Ti-1100合金和俄羅斯的BT18Y合金，為滿足我國航空發動機提高推重比的需求，研制滿足600℃條件下使用的高溫鈦合金鍛件已迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供滿足600℃高溫下使用的鈦合金盤類鍛件。

本發明的技術方案是：首先在Ti60鈦合金β轉變溫度以下30℃～50℃下將鑄錠制備成餅坯或環坯；將所述餅坯或環坯在油壓機上進行等溫鍛造，所述等溫鍛造技術要求如下：模具溫度930℃～1000℃、坯料加熱溫度為β轉變溫度以下30℃～60℃、變形速率0.1～0.5mm/s、變形量30％～70％；然后將所述鍛件進行固溶時效處理，所述鍛件在β轉變溫度以下10℃～30℃保溫1h～4h后油冷，然后將所述鍛件在680℃～720℃保溫6h～10h后空冷，最終制備出所述鍛件。本發明的有益效果是：本發明首先在Ti60鈦合金β轉變溫度以下30℃～50℃下將鑄錠制備成餅坯或環坯；將所述餅坯或環坯在油壓機上進行等溫鍛造，所述等溫鍛造技術要求如下：模具溫度930℃～1000℃、坯料加熱溫度為β轉變溫度以下30℃～60℃、變形速率0.1～0.5mm/s、變形量30％～70％；然后將所述鍛件進行固溶時效處理，所述鍛件在β轉變溫度以下10℃～30℃保溫1h～4h后油冷，然后將所述鍛件在680℃～720℃保溫6h～10h后空冷，最終制備出所述鍛件，通過所述工藝制備Ti60鈦合金鍛件600℃高溫拉伸不小于600MPa，延伸不小于8％，600℃熱穩定性能強度大于950MPa，延伸不小于3％，所述鍛件可以滿足600℃高溫條件下的使用要求。具體實施方式下面通過具體實施例對本發明進行進一步的詳細說明。某Ti60鈦合金發動機壓氣機盤鍛件，鍛件重量90.8Kg，鍛件輪廓尺寸：φ640×136mm，Ti60鈦合金β轉變溫度：1044℃，選用φ300×450mm的Ti60鈦合金棒材。首先將上述Ti60鈦合金棒材加熱至1004℃后經改鍛、鐓餅和沖孔制成環坯，每火次變形量28％；然后將環坯加熱至1009℃后在等溫環境下模鍛成鍛坯，模鍛過程中技術要求如下：模具溫度950℃、模鍛變形量45％、模鍛變形速率：0.15mm/s；最后將所述鍛件進行1019℃的固溶和700℃的時效后得到Ti60鈦合金鍛件；經理化檢測所述鍛件600℃高溫拉伸強度715MPa，延伸率17.5％，600℃熱穩定性強度1063MPa，延伸率4.5％。綜上所述，經本發明制備的Ti60鈦合金鍛件性能滿足航空發動機600℃工作環境下的使用條件。