一種tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.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tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法。

背景技術(shù)：

2.tb6鈦合金(ti-10v-2fe-3al)是為適應(yīng)損傷容限設(shè)計(jì)方法的需要，于20世紀(jì)70年代后期發(fā)展的一種高強(qiáng)高韌近β型鈦合金。該合金具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，例如比強(qiáng)度高、斷裂韌性好、各向異性小、淬透截面大、鍛造溫度低、抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)等。tb6鈦合金主要用于制造飛機(jī)橫梁、滑軌、接頭、起落架和隔框等。

3.影響國(guó)內(nèi)tb6合金大規(guī)格應(yīng)用的主要原因之一就是在該合金大規(guī)格鍛件制造過(guò)程中易產(chǎn)生β斑缺陷，tb6鈦合金在真空自耗電弧爐熔煉過(guò)程中，易形成fe偏析，產(chǎn)生β斑，且得不到有效的控制。tb6合金β斑形成的主要原因?yàn)楹辖鹁植縡e成分的偏析富集，而fe成分局部偏析富集是在合金熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的偏析的存在會(huì)造成力學(xué)性能差，組織不均勻，進(jìn)而引起產(chǎn)品的失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，消除或降低tb6鈦合金鑄錠的成分偏析。

5.本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

6.一種tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，包括：

7.噴涂和加熱保溫處理，包括將tb6鈦合金鑄錠在200～300℃預(yù)熱，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度1～2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1～2mm，低溫的防氧化劑在600～800℃時(shí)，氧化劑熔化可以將高溫防氧化劑牢牢包裹在鑄錠上，退火溫度達(dá)到1000℃以上時(shí)，高溫防氧化劑更好的起到防止氧化的作用。噴涂后的鑄錠隨爐升溫至退火溫度，保溫預(yù)定時(shí)間，出爐冷卻至400℃以下。

8.其中在所述退火溫度為1180℃～1200℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理4次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于40小時(shí)。

9.其中在所述退火溫度為1200℃～1300℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理3次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于30小時(shí)。

10.其中在所述退火溫度為1300℃～1400℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理2次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于20小時(shí)。

11.fe偏析在tb6鈦合金的鍛造、熱處理等熱加工環(huán)節(jié)不能被消除，但可以通過(guò)相變點(diǎn)以上均勻化退火進(jìn)行消除或減輕偏析程度，本發(fā)明提供的低成本均勻化退火技術(shù)，通過(guò)原子的擴(kuò)散來(lái)達(dá)到成分均勻，起決定作用的是受均勻化退火溫度影響的原子擴(kuò)散速度，而在同一溫度下適度地延長(zhǎng)退火時(shí)間是有助于充分?jǐn)U散的，但退火時(shí)間超過(guò)一定時(shí)間之后，均勻化的效果不會(huì)有大的改變，對(duì)組織和性能的改善作用不大，但合金的氧化程度會(huì)大大增

加。通過(guò)本發(fā)明的tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，既可以減輕或消除β斑也可以解決普通均勻化退火造成的氧化皮厚的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

12.圖1是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1之前的tb6鈦合金的高倍組織圖；

13.圖2是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1之后的tb6鈦合金的高倍組織圖。

具體實(shí)施方式

14.為了更清楚地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

15.fe偏析在tb6鈦合金的鍛造、熱處理等熱加工環(huán)節(jié)不能被消除，可以通過(guò)相變點(diǎn)以上均勻化退火進(jìn)行消除或減輕偏析程度，因此本發(fā)明提供一種低成本的均勻化退火技術(shù)，即可以減輕或消除β斑也可以解決普通均勻化退火造成的氧化皮厚的問(wèn)題。

16.具體的技術(shù)方案如下：

17.在1180℃～1200℃退火時(shí)，將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱200～300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度1～2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1～2mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至退火溫度1180℃～1200℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理4次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于40小時(shí)。

18.或者，在1200℃～1300℃退火時(shí)，將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱200～300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度1～2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1～2mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至1200℃～1300℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理3次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于30小時(shí)。

19.或者，在1300℃～1400℃退火時(shí)，將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱200～300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度1～2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1～2mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至1300℃～1400℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理2次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于20小時(shí)。

20.完成均勻化退火的tb6鈦合金鑄錠1150℃開(kāi)坯，再經(jīng)過(guò)單相區(qū)和兩相區(qū)交替鍛造的“高低高”改鍛。

21.實(shí)施例1：

22.將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱200℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200(可以從北京天力創(chuàng)科技有限公司獲得)，厚度2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7(可以從北京天力創(chuàng)科技有限公司獲得)，厚度2mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至退火溫度1180℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理4次，保溫時(shí)間總計(jì)40小時(shí)。圖1是未經(jīng)本方案處理的鑄錠再經(jīng)過(guò)單相區(qū)和兩相區(qū)交替鍛造的“高低高”改鍛后的高倍組織，存在嚴(yán)重的β斑，圖2是經(jīng)本發(fā)明工藝方案處理后的鑄錠再經(jīng)過(guò)單相區(qū)和兩相區(qū)交替鍛造的“高低高”改鍛后的高倍組織，其組織中未見(jiàn)明顯的β斑，且組織均勻細(xì)小。另外，盡管本實(shí)施例中高溫防氧化劑和低溫防氧化劑分別采用了上面所述的tb1200和ti-7，不過(guò)本發(fā)明不限于此，也可以采用其他類似的鈦合金用高溫防氧化劑和低溫防氧化劑。

23.實(shí)施例2：

24.將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度2mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至退火溫度1250℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理3次，保溫時(shí)間總計(jì)30小時(shí)。

25.實(shí)施例3：

26.將tb6鈦合金鑄錠預(yù)熱300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑tb1200，厚度1mm,再噴涂一層低溫防氧化劑ti-7，厚度1mm，噴涂后的鑄錠隨爐升溫至退火溫度1350℃，保溫10h,出爐冷卻至400℃以下。執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理2次，保溫時(shí)間總計(jì)20小時(shí)。

技術(shù)特征：

1.一種tb6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，包括：噴涂和加熱保溫處理，包括將tb6鈦合金鑄錠在200～300℃預(yù)熱，先噴涂一層高溫防氧化劑,再噴涂一層低溫防氧化劑，噴涂后的tb6鈦合金鑄錠隨爐升溫至退火溫度，保溫預(yù)定時(shí)間，出爐冷卻至400℃以下；其中在所述退火溫度為1180℃～1200℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理4次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于40小時(shí)；其中在所述退火溫度為1200℃～1300℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理3次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于30小時(shí)；其中在所述退火溫度為1300℃～1400℃時(shí)，執(zhí)行所述噴涂和加熱保溫處理2次以上，保溫時(shí)間總計(jì)不少于20小時(shí)。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高溫防氧化劑為tb1200。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中每層高溫防氧化劑的厚度為1～2mm。4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低溫防氧化劑為ti-7。5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中每層低溫防氧化劑的厚度為1～2mm。6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間為10小時(shí)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種TB6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，將TB6鈦合金鑄錠預(yù)熱200～300℃，先噴涂一層高溫防氧化劑,再噴涂一層低溫防氧化劑，噴涂后的TB6鈦合金鑄錠隨爐升溫至退火溫度，保溫預(yù)定時(shí)間，出爐冷卻至400℃以下，退火溫度為1180℃～1200℃時(shí)，保溫時(shí)間總計(jì)不少于40小時(shí)；退火溫度為1200℃～1300℃時(shí)，保溫時(shí)間總計(jì)不少于30小時(shí)；退火溫度為1300℃～1400℃時(shí)，保溫時(shí)間總計(jì)不少于20小時(shí)。本發(fā)明的TB6鈦合金鑄錠均勻化處理方法，既可以減輕或消除β斑也可以解決普通均勻化退火造成的氧化皮厚的問(wèn)題。的問(wèn)題。的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：李志燕 黃旭 辛洋陽(yáng) 李浩

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院

技術(shù)研發(fā)日：2022.06.17

技術(shù)公布日：2022/9/6