一种TC18钛合金大规格棒材加工方法[发明专利]

*CN102641978A*

(10)申请公布号 CN 102641978 A(43)申请公布日 2012.08.22

(12)发明专利申请

(21)申请号 201210152924.4(22)申请日 2012.05.17

(71)申请人湖南金天钛业科技有限公司

地址415001 湖南省常德市德山经济开发区(72)发明人陆威 李卫 彭晖

(74)专利代理机构常德市源友专利代理事务所

43208

代理人刘红祥(51)Int.Cl.

B21J 5/00(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 2 页权利要求书1页 说明书2页

(54)发明名称

一种TC18钛合金大规格棒材加工方法(57)摘要

一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，采用电炉将铸锭加热到1100℃保温，在45MN快锻机上开坯后，在β转变温度以上进行2～3火次镦拔锻造；随后到β转变温度以下30～50℃加热，在α+β两相区进行2～5火次镦拔锻造；然后将锻坯在β转变温度以上及α+β两相区进行“高+低”锻造，循环2～3次；最后在β转变温度以下20～30℃锻造2～4火次至成品。本发明可以制得直径大于300mm、长度2000mm以上的棒材；在锻造过程中采用换向镦拔锻造，提高大规格棒材锻透性，并对锻坯采用一次水淬处理，使组织更均匀，既保证产品强度的要求，又能得到良好的断裂韧性值；可以有效减少组织不均匀造成杂波超标的问题。CN 102641978 ACN 102641978 A

权 利 要 求 书

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1.一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）、采用电炉将Ф520mm～760mm规格的TC18铸锭加热到1100℃保温，在45MN快锻机上开坯后，在β转变温度以上进行2～3火次镦拔锻造，终锻温度不低于800℃；

（2）、采用电炉将步骤（1）完成的锻坯加热到β转变温度以下30～50℃加热，在α+β两相区进行2～5火次镦拔锻造，终锻温度不低于700℃；

（3）、采用电炉将步骤（2）完成的锻坯在β转变温度以上及α+β两相区进行“高+低”锻造，循环2～3次，终锻温度不低于700℃；

（4）、采用电炉将步骤（3）完成的锻坯在β转变温度以下20～30℃锻造2～4火次至成品，终锻温度不低于700℃。

2.根据权利要求1所述的一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中，α+β两相区多火次锻造，其中1～2火次采用换向镦拔锻造。

3.根据权利要求1所述的一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，其特征在于，所述步骤（3）中，每火次结束时，将四方锻坯锻造成八方锻坯。

4.根据权利要求1所述的一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，其特征在于，所述步骤（3）中，最后一个β转变温度以上锻造时，采用锻后水冷处理。

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说 明 书

一种TC18钛合金大规格棒材加工方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种TC18钛合金大规格棒材加工方

法。背景技术

钛合金具有比强度高、抗腐蚀能力强、高温性能优良等特点，是航空、航天、国防

等领域的重要材料。TC18钛合金是一种高合金化的α-β两相合金，其名义化学成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe。该合金退火后的强度与TC4、TC6等合金固溶时效状态下的强度相当，在1080MPa以上，是退火状态下强度最高的钛合金。TC18钛合金既可用于制造在350℃～400℃下长期工作的机身、机翼受力件及操作系统等的紧固件，也可用于制造工作温度不高于350℃的发动机的风扇盘和叶片等。随着航空航天工业的发展，为了提高飞机的安全可靠性、延长使用寿命，飞机设计的趋势是减少焊接、承力件需采用大型锻件和大型整体锻件。为满足大型锻件和大型整体锻件的研制、生产，需要使用高质量、大规格合金棒材。目前国内工业化生产的TC18棒材直径小于Ф300mm，很难满足国内外航空、航天等领域的需求。

[0002]

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种能够获得良好高低倍组织及性能

的TC18钛合金大规格棒材的加工方法。[0004] 本发明的技术方案是：一种TC18钛合金大规格棒材加工方法，其具体步骤如下：

（1）、采用电炉将Ф520mm～760mm规格的TC18铸锭加热到1100℃保温，在45MN快锻机上开坯后，在β转变温度以上进行2～3火次镦拔锻造，终锻温度不低于800℃；

（2）、采用电炉将步骤（1）完成的锻坯加热到β转变温度以下30～50℃加热，在α+β两相区进行2～5火次镦拔锻造，终锻温度不低于700℃；

（3）、采用电炉将步骤（2）完成的锻坯在β转变温度以上及α+β两相区进行“高+低”锻造，循环2～3次，终锻温度不低于700℃；

（4）、采用电炉将步骤（3）完成的锻坯在β转变温度以下20～30℃锻造2～4火次至成品，终锻温度不低于700℃。[0005] 所述步骤（2）中，α+β两相区多火次锻造，其中1～2火次采用换向镦拔锻造。[0006] 所述步骤（3）中，每火次结束时，将四方锻坯锻造成八方锻坯。[0007] 所述步骤（3）中，最后一个β转变温度以上锻造时，采用锻后水冷处理。[0008] 本发明的优点是：本发明提出的一种TC18大规格棒材锻造加工方法，采用大吨位快锻机对大规格铸锭进行整体锻造，可以制得直径大于300mm、长度2000mm以上的棒材；加工过程中精确选择合适的加热温度、严格控制压下量和进料量、并保证坯料每火次的变形量大于50%；同时在锻造过程中采用换向镦拔锻造，促进金属在横向充分变形，提高大规格棒材锻透性，并对锻坯采用一次水淬处理，使组织更均匀，既保证产品强度的要求，又能得

[0003]

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说 明 书

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到良好的断裂韧性值，从而能获得综合性能良好的大规格棒材；与目前现有的简单反复镦拔锻造技术相比，可以有效减少组织不均匀造成杂波超标的问题。具体实施方式

[0009] 下面的实施例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。[0010] 实施例1：（1）、采用电炉将Ф520mm规格的TC18铸锭加热到1100℃保温，在45MN快锻机上开坯后，在β转变温度以上进行2火次镦拔锻造，终锻温度不低于800℃；

（2）、采用电炉将步骤（1）完成的锻坯加热到β转变温度以下30℃加热，在α+β两相区进行3火次镦拔锻造，其中1火采用换向镦拔锻造，终锻温度不低于700℃；

（3）、采用电炉将步骤（2）完成的锻坯在β转变温度以上及α+β两相区进行“高+低”锻造，循环2次；每火次结束时，将四方锻坯锻造成八方锻坯，最后一个β转变温度以上锻造时，采用锻后水冷处理，终锻温度不低于700℃；

（4）、采用电炉将步骤（3）完成的锻坯在β转变温度以下20℃锻造2火次至成品，终锻温度不低于700℃。[0011] 实施例2：（1）、采用电炉将Ф760mm规格的TC18铸锭加热到1100℃保温，在45MN快锻机上开坯后，在β转变温度以上进行3火次镦拔锻造，终锻温度不低于800℃；

（2）、采用电炉将步骤（1）完成的锻坯加热到β转变温度以下50℃加热，在α+β两相区进行5火次镦拔锻造，其中2火采用换向镦拔锻造，终锻温度不低于700℃；

（3）、采用电炉将步骤（2）完成的锻坯在β转变温度以上及α+β两相区进行“高+低”锻造，循环3次；每火次结束时，将四方锻坯锻造成八方锻坯，最后一个β转变温度以上锻造时，采用锻后水冷处理，终锻温度不低于700℃；

（4）、采用电炉将步骤（3）完成的锻坯在β转变温度以下30℃锻造4火次至成品，终锻温度不低于700℃。

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