一种Ti175合金环件的锻造方法与流程

本发明涉及钛及钛合金加工领域，具体而言，涉及一种ti175合金环件的锻造方法。

背景技术：

1、ti175合金为在室温至550℃范围使用的、具有极高比强度的α+β双相钛合金，具有良好的高温持久性能和抗腐蚀性能，新一代航空发动机为适应“提强度减重量”的设计要求，500℃左右使用的gh4169合金部件逐渐被比强度与综合性能更好的ti175合金替代。

2、现有ti175合金环件在锻造时，容易在ti175合金锻件的心部位置产生局部升温，其心部位置的温度上升至β相变点附近时，会导致ti175合金锻件的心部位置的初生α相发生快速溶解，致使初生α相含量≤15％，甚至完全溶解，形成网篮状组织，致使室温塑性降低，冲击功不合格的情况。

技术实现思路

1、为解决现有ti175合金环件在锻造时，容易在ti175合金锻件的心部位置产生局部升温，易导致ti175合金锻件的心部位置的初生α相会快速溶解，超过β相转变温度，形成不满足使用要求的网篮状组织的问题，本发明提供了一种ti175合金环件的锻造方法。

2、第一方面，本发明提供了一种ti175合金环件的锻造方法，包括：

3、步骤1，将ti175合金锻件加热至β相变点以下20℃～70℃进行锻造及轧制成行；

4、步骤2，环件成形后在β相变点以下20℃～70℃进行固溶处理；

5、步骤3，将固溶处理后的环件在530℃～630℃范围内进行时效处理。

6、在一些实施例中，如在步骤1中，包括：

7、步骤11，将ti175合金锻件在β相变点以下20℃～70℃进行镦粗变形，要求本火次锻比小于3，终锻温度不低于850℃，得到ti175合金饼坯；

8、步骤12，将ti175合金饼坯加热至β相变点以下20℃～70℃，镦粗后冲孔开坯，坯环内径为其外径的25％～40％；然后采用马架进行自由锻扩孔，本火次变形量为20％～35％，得到第一壁环锻件；

9、步骤13，将第一壁环锻件加热至β相变点以下20℃～70℃，采用轧环机进行2～6火次的轧制变形，要求每火次变形量为12％～35％。

10、在一些实施例中，如在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为20mm≤t≤50mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下30℃～45℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速4mm/s～6mm/s，每火次变形量在20％～35％之间。

11、在一些实施例中，在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为50mm＜t≤100mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下35℃～50℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速3mm/s～5mm/s，每火次变形量在20％～35％之间。

12、在一些实施例中，如在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为t＞100mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下45℃～65℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速2mm/s～3mm/s，每火次变形量在12％～25％之间。

13、在一些实施例中，如经时效处理后的所述环件在显微组织中初生α相为等轴，均匀分布在β基体相中，且初生α相体积分数为15％～35％。

14、在一些实施例中，如在步骤11中，采用液压机进行所述ti175合金锻件的镦粗变形；

15、镦粗时，所述液压机的锤头下压速度小于等于15mm/s，且所述液压机的锤头每次下压60mm～90mm；所述液压机的锤头每次下压4步骤～6步骤后停止3s～5s，然后再次下压。

16、在一些实施例中，如在步骤2中，固溶处理温度为β相变点下20℃～70℃，保温1h～4h后空冷或风冷。

17、在一些实施例中，如在步骤3中，时效处理温度为530℃～630℃，保温6h～8h后空冷。

18、为解决现有ti175合金环件在锻造时，容易在ti175合金锻件的心部位置产生局部升温，易导致ti175合金锻件的心部位置的初生α相会快速溶解，致使初生α相含量≤15％，甚至完全溶解，形成网篮状组织，致使室温塑性降低，冲击功不合格的问题，本发明有以下优点：

19、通过本发明的技术方案，可使得ti175合金环件在锻造过程中可阻止ti175合金锻件在心部位置的初生α相易发生快速溶解的情况，从而提升了ti175合金环件的成形能力。

技术特征：

1.一种ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤1中，还包括：

3.如权利要求2所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为20mm≤t≤50mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下30℃～45℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速4mm/s～6mm/s，每火次变形量在20％～35％之间。

4.如权利要求2所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为50mm＜t≤100mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下35℃～50℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速3mm/s～5mm/s，每火次变形量在20％～35％之间。

5.如权利要求2所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤13中，若所述第一壁环锻件的壁厚t取值为t＞100mm时，将所述第一壁环锻件加热至β相变点以下45℃～65℃，轧制咬入阶段环增速2mm/s～5mm/s，主轧阶段环增速2mm/s～3mm/s，每火次变形量在12％～25％之间。

6.如权利要求2所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，经时效处理后的所述环件在显微组织中初生α相为等轴，均匀分布在β基体相中，且初生α相体积分数为15％～35％。

7.如权利要求2所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤11中，采用液压机进行所述ti175合金锻件的镦粗变形；

8.如权利要求1所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤2中，固溶处理温度为β相变点下20℃～70℃，保温1h～4h后空冷或风冷。

9.如权利要求1所述的ti175合金环件的锻造方法，其特征在于，在步骤3中，时效处理温度为530℃～630℃，保温6h～8h后空冷。

技术总结
本发明涉及钛及钛合金加工领域，具体而言，涉及一种Ti175合金环件的锻造方法，包括步骤1，将Ti175合金锻件加热至β相变点以下20℃～70℃进行锻造及轧制成行；步骤2，环件成形后在β相变点以下20℃～70℃进行固溶处理；步骤3，将固溶处理后的环件在530℃～630℃范围内进行时效处理。这样就解决了现有Ti175合金环件在锻造时，容易在Ti175合金锻件的心部位置产生局部升温，从而导致在心部位置的初生α相会快速溶解，致使初生α相含量≤15％，甚至完全溶解，形成网篮状组织，致使室温塑性降低，冲击功不合格的问题。

技术研发人员：牟旭祥,王清,杨家典,胡宝,刘至唯,朱蓉,吴国兴,杨太兵,肖杨,温家飞
受保护的技术使用者：贵州航宇科技发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/25