一种提高高强钛合金疲劳性能的方法与流程

本发明涉及钛合金加工，具体为一种提高高强钛合金疲劳性能的方法。

背景技术：

1、tb6钛合金是近β型钛合金之一，具有低密度、高比强度、良好的断裂韧性、锻造温度低、流动应力低、工作温度较高等优点，能够制造形状复杂、组织均匀的高质量锻件。然而，用于锻造的原材料棒料通常经过轴向大变形回转体改锻，该过程为单一方向变形。改锻过程中变形不均匀，导致晶粒被拉长而扁平化，出现异常组织，使得锻件的疲劳性能不满足要求。因此，需要设计一种能够改善晶粒扁平化、提升锻件疲劳性能的改锻工艺，以细化被拉长的β晶粒。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，改善锻件扁平化晶粒组织、提高锻件的疲劳性能。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，包括以下步骤：

3、s1：将tb6钛合金棒料加热至（tβ-40~tβ-20）℃，保温热透，其中tβ为钛合金β相转变温度点；

4、s2：在α+β双相区进行多火次锻造，每火次变形量ε1为15%～20%，每火次变形时先对棒料两端棱边分别进行局部镦粗，使两端直径增大、形成两端大中间小的坯料形状，再对棒料整体进行镦粗，墩粗完成以后对棒料进行滚圆，滚圆变形量为10%～15%；当各火次累计总变形量达到40%～60%时，对坯料进行一次滚圆操作，滚圆变形量为20%～40%，获得荒坯；

5、s3：将荒坯加热至（tβ-40~tβ-20）℃，保温热透；

6、s4：在模锻设备上进行1火次预模锻锻造，变形量ε2为15%~50%，锻后空冷，获得预锻件；

7、s5：将预锻件加热至（tβ-40~tβ-20）℃，保温热透；

8、s6：在模锻设备上进行1火次终锻锻造，变形量ε3为15%~50%；

9、s7：对锻件进行固溶和时效热处理。

10、进一步，步骤s1、s3、s5中，加热保温时间为（0.5~0.7）dmin，其中d为锻件最大横截面的最小厚度，单位为mm。

11、进一步，步骤s1、s3、s5中，加热炉采用加热精度满足或优于±10℃的电炉。

12、进一步，步骤s7中，固溶处理保温温度为tβ-40~tβ-20℃，保温时间3~8h，时效处理保温温度为500~590℃，保温时间5~10h。

13、进一步，步骤s7中，固溶处理加热炉采用加热精度满足或优于±10℃的电炉，时效处理加热炉采用加热精度满足或优于±5℃的电炉。

14、本发明的有益效果是：通过多火次边墩边滚锻造工艺，利用每火次先局部镦粗两端、再整体镦粗、后滚圆的步骤，配合总变形量达标后的大变形量滚圆，有效改善弦向大变形tb6钛合金的扁平化异常组织，获得均匀细化的锻件组织，提高锻件疲劳性能。

1.一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，其特征在于，步骤s1、s3、s5中，加热保温时间为（0.5~0.7）dmin，其中d为锻件最大横截面的最小厚度，单位为mm。

3.根据权利要求1所述的一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，其特征在于，步骤s1、s3、s5中，加热炉采用加热精度满足或优于±10℃的电炉。

4.根据权利要求1所述的一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，其特征在于，步骤s7中，固溶处理保温温度为tβ-40~tβ-20℃，保温时间3~8h，时效处理保温温度为500~590℃，保温时间5~10h。

5.根据权利要求1或4所述的一种提高高强钛合金疲劳性能的方法，其特征在于，步骤s7中，固溶处理加热炉采用加热精度满足或优于±10℃的电炉，时效处理加热炉采用加热精度满足或优于±5℃的电炉。