【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有色金屬材料冶煉領域，特別是一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法。
技術介紹
1、tb6(ti-10v-2fe-3al，美國牌號：ti-1023)是20世紀70年代后期美國金屬公司研制發展成功的一種高強度、高韌性近β型鈦合金。該合金具有比強度高、斷裂韌性好、淬透面積大、各向異性小、鍛造性能好和抗腐蝕能力強等優點，兼有亞穩定β鈦合金的諸多優點而不喪失α+β型鈦合金的固溶特性，能滿足損傷容限設計需要和高結構效益、高可靠性及低成本需求，最高工作溫度320℃，主要用于飛機機身、機翼和起落架結構鈦合金鍛件，包括梁、框、短艙接頭、襟翼滑軌等。
2、但由于該合金fe含量比較高(2％fe)，由于fe的分配系數為0.3，很容易在熔煉凝固過程中形成偏析，反映在棒材或鍛件產品中就是會出現被稱作“β斑”的組織缺陷。當fe含量的波動為0.5％時，會造成β轉變溫度變化達42℃，fe元素是β穩定元素，可以降低鈦合金的相變點，如果tb6合金鑄錠中存在fe偏析，在后續相變點以下40℃～50℃熱加工過程中，富fe區域就會提前進入到β相區，形成β斑。依據β斑的面積大小、最大尺寸和數量對材料的塑性和低周疲勞有不同程度的影響。如何控制fe偏析，減少或消除tb6產品組織上β斑的數量和大小一直是生產該材料的一個技術難點，嚴重限制了tb6鈦合金產品在航空領域的應用發展。因此如何針對tb6鈦合金產品進行“β斑”的消除是現階段丞待解決的技術問題。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述技術問題，本專利技術
2、本專利技術提供了一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法，包括以下步驟：
3、1)按照元素如下的質量百分比稱取各合金成分，將配好的原料充分混合后通過液壓機壓制成電極塊，得到壓制自耗電極；
4、合金配方如下：
5、
6、雜質的單個質量百分比≤0.10％，雜質的總和質量百分比≤0.30％；
7、2)采用真空自耗爐對所述壓制自耗電極通過爐內焊接后進行三次真空自耗熔煉，得到tb6鈦合金鑄錠；
8、3)對所述tb6鈦合金鑄錠進行高溫均勻化擴散退火處理，得到退火tb6鈦合金鑄錠；
9、4)將所述退火tb6鈦合金鑄錠采用快鍛機開坯，得到tb6鈦合金坯料；
10、5)將所述tb6鈦合金坯料在990-1000℃的溫度中進行5-6小時的保溫，保溫后進行水冷，得到水冷tb6鈦合金坯料；
11、6)將所述水冷tb6鈦合金坯料經tβ以下40-50℃保溫3-4小時后通過徑鍛機鍛造成材，得到tb6自由鍛件。
12、進一步，在上述消除β斑的tb6自由鍛件制造方法中，fe元素含量為1.68wt％、1.69wt％或者1.71wt％。
13、進一步，在步驟2)中，第一次真空自耗熔煉采用電流控制模式，電流控制在10-12ka(利于排除熔煉過程產生的揮發物)；第二次和第三次的熔煉采用熔速控制模式，熔速控制在4.0kg/min-4.5kg/min，得到tb6鈦合金鑄錠。
14、在進一步的，在步驟3)中，先將所述tb6鈦合金鑄錠進行表面全剝皮后，在所述tb6鈦合金鑄錠的表面涂高溫抗氧化涂料；
15、然后采用天然氣爐對所述tb6鈦合金鑄錠進行高溫均勻化擴散退火處理，得到退火tb6鈦合金鑄錠；
16、其中，所述高溫均勻化擴散退火的溫度為1200-1250℃，保溫時間為20-24h。
17、進一步的，在步驟4)中，將所述退火鈦合金鑄錠通過快鍛機開坯，單相區2次鐓拔，兩相區2次鐓拔，再拔長至所需規格；
18、其中單相區開鍛溫度≥1000℃，終鍛溫度≥850℃，單相區每火次變形量控制在30-40％；兩相區鍛造開鍛溫度≥730℃，終鍛溫度≥700℃，兩相區每火次變形量控制在50-60％；
19、開坯至200方，鍛造結束后水冷，得到tb6鈦合金坯料。
20、進一步的，在步驟5)中，單相區3次鐓拔，兩相區3次鐓拔，再拔長；開坯至380方，鍛造結束后水冷，得到水冷tb6鈦合金坯料。
21、進一步的，在步驟6)中，開鍛溫度720-740℃，終鍛溫度≥700℃。
22、進一步的，還包括一個檢查β斑的過程，在檢查β斑的過程中，所述tb6自由鍛件經775℃的溫度加熱水淬，然后檢查β斑。
23、進一步的，還包括一個檢查β斑的過程，在檢查β斑的過程中，所述tb6自由鍛件經tβ以下25℃的溫度加熱水淬，檢查β斑。
24、在鈦合金組織中出現不含初生α相或初生α相稀少的區域，即稱為β斑點。tb6鈦合金中的β斑點不僅與化學成分不均勻有關，還與熱加工工藝以及機械熱處理有關。本專利技術中首先通過鑄錠熔煉過程中低熔速的控制，降低熔池深度從而降低fe元素偏析；其次通過鑄錠的高溫均勻化擴散退火使fe元素在晶內和晶間進一步擴散；再通過合理的熱加工工藝和機械熱處理的工藝參數設計，可以抑制β斑點的出現，這是因為fe元素富集的局部區域更容易接近甚至超過β轉變溫度，因此在兩相區鍛造時選擇遠離相變點的鍛造溫度，并且在鍛造結束后采用水冷，因為水冷保留了金屬變形過程中形成的大量缺陷，而這些彌散的晶體缺陷，在隨后的熱加工過程中，不僅成了動態再結晶的核心，而且這些缺陷所儲存的畸變能為fe元素的擴散提供了有利條件。因此本專利技術通過綜合使用冶煉、熱加工和機械熱處理的制造方法，可以有效控制fe偏析，并消除tb6鈦合金自由鍛件組織中β斑缺陷。
25、本專利技術和已有技術相比，其技術效果是積極和明顯的。本專利技術通過將合金的成分按照gjb2744a-2007的標準調整后進行配比，得到合金原料，利用合金原料制備電極塊，并在真空自耗爐內焊接后制成自耗電極；采用真空自耗爐對所述自耗電極進行三次真空自耗熔煉，得到tb6鈦合金鑄錠；對所述tb6鈦合金鑄錠進行高溫均勻化擴散退火處理，得到退火tb6鈦合金鑄錠；將所述退火鈦合金鑄錠進行快鍛機開坯，得到tb6鈦合金坯料；將所述tb6鈦合金坯料在990-1000℃的溫度中進行5-6小時的保溫，在保溫后進行水冷，得到水冷tb6鈦合金坯料；將所述水冷tb6鈦合金坯料經tβ以下40-50℃保溫3-4小時后通過徑鍛機鍛造成材，得到tb6自由鍛件。可以有效地解決tb6鈦合金產品中容易出現的β斑問題；能有效控制fe偏析，消除tb6鈦合金成品組織中的β斑缺陷，提高該產品的成材率。
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1.一種消除β斑的TB6自由鍛件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種消除β斑的TB6自由鍛件的制造方法，其特征在于，Fe元素含量為1.68wt％、1.69wt％或者1.71wt％。
3.如權利要求1所述的一種消除β斑的TB6自由鍛件的制造方法，其特征在于，在步驟2)中，第一次真空自耗熔煉采用電流控制模式，電流控制10-12KA；第二次和第三次的熔煉采用熔速控制模式，熔速控制在4.0Kg/min-4.5Kg/min，得到TB6鈦合金鑄錠。
4.如權利要求1所述的一種消除β斑的TB6自由鍛件的制造方法，其特征在于，在步驟3)中，先將所述TB6鈦合金鑄錠進行表面全剝皮后，在所述TB6鈦合金鑄錠的表面涂高溫抗氧化涂料；
5.如權利要求1所述的一種消除β斑的TB6自由鍛件制造方法，其特征在于，在步驟4)中，
6.如權利要求5所述的一種消除β斑的TB6自由鍛件的制造方法，其特征在于，在步驟5)中，單相區3次鐓拔，兩相區3次鐓拔，再拔長；開坯至380方，鍛造結束后水冷，得到水冷TB6鈦合金坯料。
<...【技術特征摘要】
1.一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法，其特征在于，fe元素含量為1.68wt％、1.69wt％或者1.71wt％。
3.如權利要求1所述的一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法，其特征在于，在步驟2)中，第一次真空自耗熔煉采用電流控制模式，電流控制10-12ka；第二次和第三次的熔煉采用熔速控制模式，熔速控制在4.0kg/min-4.5kg/min，得到tb6鈦合金鑄錠。
4.如權利要求1所述的一種消除β斑的tb6自由鍛件的制造方法，其特征在于，在步驟3)中，先將所述tb6鈦合金鑄錠進行表面全剝皮后，在所述tb6鈦合金鑄錠的表面涂高溫抗氧化涂料；
5.如權利要求1所述的一種消除β斑的tb6自由鍛件制造方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：秦桂紅，孟慶通，吳英彥，孫繼鋒，張姝，
申請(專利權)人：寶武特冶鈦金科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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