超细晶粒钛合金tc4叶片的制作方法
【专利摘要】一种发动机制造【技术领域】的超细晶粒钛合金TC4叶片，由叶身部分、榫头部分以及位于两者之间的过渡部分组成，本装置具有超细晶粒的同时强度提高到1160MPa。
【专利说明】超细晶粒钛合金TC4叶片
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种发动机制造【技术领域】的叶片，具体是一种超细晶粒钛合金TC4叶片。
【背景技术】
[0002]现在，为了大飞机及支线飞机甚至战斗机制造之需，我国规划建立研发批量生产新型发动机。为了顺利实现规划必须保证在国内外市场具有竞争能力的燃气轮机的生产。其中叶片是燃气轮机的关键零件之一。如今常规的模锻方法，不仅成本高，而且综合性能满足不了高要求。本实用新型就是为了克服现今制造技术不足，用超细晶粒100~500nmTC4钛合金制造叶片，不仅使锻造温度降低220°C，从而可使用低性能低价格耐热模具钢锻造叶片、降低成本，而且使钛合金叶片强度提高了 8%，疲劳强度增加20~30%，零件寿命、耐磨性和耐蚀性增长几倍。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种超细晶粒钛合金TC4叶片，具有超细晶粒的同时强度提高到1160MPa。
[0004]本实用新型是通过以下技 术方案实现的，本实用新型叶片由叶身部分、榫头部分以及位于两者之间的过渡部分组成，其中:过渡部分的显微组织为粒径10 Pm球状a颗粒和片状a/0组织；榫头部位的显微组织为带有a相的尺寸5i!m片状晶粒。
[0005]所述的叶身部分的形状长宽尺寸为:长58mm,平均宽33mm。
[0006]所述的榫头部分的形状长宽尺寸为:长13.5mm,平均宽38mm。
[0007]所述的过渡部分的形状长宽尺寸为:长5mm，平均宽34mm。
[0008]本实用新型所述叶片具有超细晶粒，其强度达到1160MPa。
[0009]本实用新型采用的钛合金具体为(a + 0 )型钛合金TC4，具有平均P相晶粒尺寸230 u m ;预定合金变形温度范围在具有P -相占15~25%TC4范围内。
[0010]技术效果
[0011]与现有技术相比，本实用新型的技术效果包括:
[0012]1.在700°C模锻条件下，具有超细组织的叶片叶身宏观组织没有恶化。这就保证了具有超细晶粒的叶片强度提高到1160MPa，超过常规生产叶片8%以上。
[0013]2.具有超细晶粒叶片比常规生产的叶片具有更高抗疲劳裂纹生成性能，离子氮化表面提闻了该指标。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为等温条件下多重全方位变形获得具有超细晶粒的毛坯变形略图；
[0015]图中:a为垂直圆柱体轴线(y轴)镦拔过程示意图；b为长方体镦拔过程示意图；c为6面体变成8面体镦拔过程示意图。[0016]图2为本实用新型制备得到的叶片结构示意图；
[0017]图中:a为王视图；b为后视图；c为a的A面首I]视图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0019]实施例1
[0020]如图1和图2所示，本实施例叶片由叶身部分1、榫头部分2以及位于两者之间的过渡部分3组成，其中:过渡部分3的显微组织为粒径10 Pm球状a颗粒和片状a/0组织；榫头部位2的显微组织为带有a相的尺寸5 u m片状晶粒。
[0021]所述的叶身部分I的形状长宽尺寸为:长58mm，平均宽33mm。
[0022]所述的榫头部分2的形状长宽尺寸为:长13.5mm,平均宽38mm。
[0023]所述的过渡部分3的形状长宽尺寸为:长5mm,平均宽34mm。
[0024]本实施例叶片具有超细晶粒的钛合金TC4叶片，其强度达到1160MPa，该叶片通过以下方法制备得到:
[0025]第一步、如图1a)中I所示,用DQ=50mm、高Htl=IOOmm的TC4钛合金棒料,经中频感应加热后，置于型号THP10-2000B装有等温装置的锻造液压机上锻压，具体为:
[0026]1.1)如图1a中`2-4所示，以y轴方向，总变形程度50% (即镦去50mm高度)，每次缴粗变形量≤5%进行缴粗10次；如图1a中4所示,得到的半成品。
[0027]1.2)如图1b中1-4所示，将y轴变为x轴，平行x轴方向镦粗，总变形程度50%，每次镦拔变形量< 5%进行镦拔10次，如图1b中3所示，得到长方体。
[0028]1.3)如图1c中2-4所示，将X轴变为z轴，平行z轴拔长并镦粗，总变形程度50%，每次镦拔变形量< 5%进行镦拔10次，如图1c中4所示，得到八面体。
[0029]1.4)置于径向制有拔长台等温模块中拉拔之后获得具有要求尺寸的毛坯。
[0030]第二步、镦粗头部:叶片后续变形镦粗头部，变形部分经过型号为D91-16电热镦机上局部接触加热完成镦粗工步。
[0031]第三步、等温模锻:在16丽液压机上700°C模具中进行成形工步变形一终锻。
[0032]第四步、将试样表面在等离子体催化剂中进行离子处理以植入低能量的离子氮。
【权利要求】
1.一种超细晶粒钛合金TC4叶片，其特征在于，由叶身部分、榫头部分以及位于两者之间的过渡部分组成。
2.根据权利要求1所述的叶片，其特征是，所述的叶身部分的形状长宽尺寸为:长58臟，平均宽33臟。
3.根据权利要求1所述的叶片，其特征是，所述的榫头部分的形状长宽尺寸为:长13.5臟，平均宽38臟。
4.根据权利要求1所述的叶片，其特征是，所述的过渡部分的形状长宽尺寸为:长5mm，平均宽34mm。
【文档编号】F01D5/14GK203403911SQ201320438587
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】吴振清 申请人:上海驳原金属材料有限公司