本發(fā)明涉及一種鑄錠的開坯方法,特別是涉及了Ti2AlNb基合金鑄錠的開坯方法。
背景技術(shù):
Ti2AlNb基合金是一種新型的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料,它是有Ti、Al以及Nb組成的金屬間化合物,該類合金以O(shè)相、B2/β相和α2相為組成的兩相或是三相復(fù)合組織,具有密度低、彈性模量高、高溫強(qiáng)度高、斷裂性能高、蠕變抗力高、熱膨脹性能低、無磁性和阻燃性能好等優(yōu)點,與高溫鈦合金相比具有更高的使用溫度、抗蠕變性能和高溫強(qiáng)度,其密度和熱膨脹系數(shù)又要明顯低于鎳基高溫合金,是未來航空航天領(lǐng)域中代替鈦合金和高溫合金的最好選擇,具有廣闊的應(yīng)用前景。Ti2AlNb基合金雖然有很多優(yōu)點,但是卻有一個致命的弱點,即該合金的可鍛性很差,控制不好非常容易產(chǎn)生鍛造開裂。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用三次拔長和兩次鐓粗的鍛造方法,來實現(xiàn)Ti2AlNb基合金鑄錠的開坯。該方法能夠使Ti2AlNb基合金在完全動態(tài)再結(jié)晶的狀態(tài)下降低其穩(wěn)態(tài)變形抗力、提高工藝塑性,防止產(chǎn)生開坯裂紋,使鑄態(tài)組織完全破碎,獲得均勻、致密的鍛態(tài)組織。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所述Ti2AlNb基合金鑄錠的開坯方法,其技術(shù)方案包括以下步驟:將Ti2AlNb基合金鑄錠上線切割機(jī)制成一個Φ290×280mm的棒材;采用硅酸鋁纖維對Ti2AlNb基合金鑄錠進(jìn)行包套后,置入高溫加熱爐中加熱至1150℃保溫80分鐘后放置在壓力機(jī)上,以0.01S-1的應(yīng)變速率進(jìn)行反復(fù)鐓粗、拔長:第一火拔長至350mm,第二火鐓粗至270mm,第三火拔長至350mm,第四火鐓粗至270mm,第五火拔長至350mm,空冷;每火次間回爐加熱至1150℃保溫40分鐘,保證每火次的終鍛溫度應(yīng)≥1050℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明所述的Ti2AlNb基合金鑄錠的開坯方法,其所采用的變形溫度區(qū)間為1050℃~1150℃,該溫度區(qū)間為B2單相區(qū),在此溫度區(qū)間變形時,B2晶粒發(fā)生連續(xù)再結(jié)晶機(jī)制的動態(tài)再結(jié)晶,通過動態(tài)再結(jié)晶可以破碎鑄態(tài)組織。同時,該條件下,既能保證鑄錠變形時有較好的工藝塑性,又能保證該合金在變形時具有較低的穩(wěn)態(tài)變形抗力??紤]到在鍛造時,需要盡量提高生產(chǎn)效率,減少工件的溫降,并且使Ti2AlNb基合金能夠充分的再結(jié)晶,開坯時所選用的應(yīng)變速率為Ti2AlNb基合金能發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的應(yīng)變速率上限值0.01S-1。本發(fā)明采用多次拔長+鐓粗的開坯工藝,使開坯過程中,其總變形量到達(dá)50%以上,能夠更好地破碎Ti2AlNb基合金鑄態(tài)組織,鍛合Ti2AlNb基合金內(nèi)部缺陷,使組織均勻化。具體實施方式實施本發(fā)明Ti2AlNb基合金鑄錠的開坯方法,需要提供鍛造高溫加熱爐、壓力機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備。具體實施方式如下:提供Ti2AlNb基合金鑄錠,其名義化學(xué)成分為:Ti-22Al-25Nb。該合金的開坯工藝步驟如下:將Ti2AlNb基合金鑄錠上線切割機(jī)制成一個Φ290×280mm的棒材;采用硅酸鋁纖維對Ti2AlNb基合金鑄錠進(jìn)行包套后,置入高溫加熱爐中加熱至1150℃保溫80分鐘后放置在壓力機(jī)上,以0.01S-1的應(yīng)變速率進(jìn)行反復(fù)鐓粗、拔長:第一火拔長至350mm,第二火鐓粗至270mm,第三火拔長至350mm,第四火鐓粗至270mm,第五火拔長至350mm,空冷;每火次間回爐加熱至1150℃保溫40分鐘,保證每火次的終鍛溫度應(yīng)≥1050℃。