本發明涉及鈦合金熱加工技術領域。

背景技術：

近些年航空發動機的壓氣機的工作溫度已達或超過600℃，目前投入使用的高溫鈦合金有英國的IN1834合金，美國的Ti-1100合金和俄羅斯的BT18Y合金，為滿足我國航空發動機提高推重比的需求，研制滿足600℃條件下使用的高溫鈦合金鍛件已迫在眉睫。

Ti60鈦合金是一種Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si系多元復合強化的近α型高溫鈦合金，它是我國自行設計研制的具有自主知識產權的600℃高溫鈦合金，該合金應用高合金化、微合金化和復合強化方式，在Ti-Al-Sn-Zr的基礎上以同時加入一定量的Ta、Nb和Mo三種同晶型高熔點的穩定元素，通過這三種元素與α穩定元素Al、Sn和Zr等合金元素之間切當搭配和共同合作，使合金成為集細晶強化、固溶強化和第二相(α2和硅化物)彌散強化于一身的多元復合強化的一種熱強鈦合金。此合金鍛件技術條件要求的顯微組織為三態組織，表達式為(α等+α條+β轉)，其中α等含量10～20％，α條含量60～70％，且混亂交織。前期此合金鍛件前期采用近β等溫鍛造制備，主要是將坯料加熱至β相變點下10～30℃后鍛造變形，相變點下30～50℃熱處理，以期得到三態顯微組織。但是因在鍛造過程不同部位變形量不同，導致最終鍛件不同部位等軸α相(α等)的含量不一致，實際生產出的鍛件，部分位置等軸α含量達到40％，不能達到鍛件技術條件的要求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：通過熱處理新的熱處理方法，提供顯微組織為三態組織的Ti60鈦合金盤類鍛件。

本發明的技術方案是：

一種Ti60鈦合金近β熱處理方法，包括以下步驟：

步驟1、將坯料在油壓機上進行等溫鍛造形成鍛件，所述等溫鍛造技術要求如下：模具溫度930℃～1000℃、坯料加熱溫度為β轉變溫度以下30℃～60℃、變形速率0.1～0.5mm/s、變形量30％～70％；

步驟2、將所述鍛件進行固溶時效處理，將所述鍛件加熱至β轉變溫度以下10℃～30℃，并保溫1h～4h后出爐油冷；

步驟3、將所述鍛件加熱至680℃～720℃，并保溫6h～10h后空冷。

本發明的有益效果是：本發明通過采用將相變點下30～60℃等溫鍛造，相變點下10～30℃熱處理的方法制備Ti60合金鍛件，通過所述工藝制備Ti60鈦合金鍛件的顯微組織為三態組織，其中等軸α含量(α等)含量10～20％，條狀α(α條)含量60～70％，且混亂交織，所述鍛件可以滿足Ti60合金鍛件技術條件對顯微組織的要求。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明進行進一步的詳細說明。

某Ti60鈦合金發動機壓氣機盤鍛件，鍛件重量90.8Kg，鍛件輪廓尺寸：Ti60鈦合金β轉變溫度：1050℃，選用的Ti60鈦合金棒材。

首先將上述Ti60鈦合金棒材加熱至1000℃后經改鍛、鐓餅和沖孔制成環坯，每火次變形量40％；然后將環坯加熱至990℃后在等溫環境下等溫鍛造成鍛坯，等溫鍛造過程中技術要求如下：模具溫度960℃、變形量60％、模鍛變形速率：0.5mm/s，鍛后空冷；最后將所述鍛件進行1030℃的固溶和700℃的時效熱處理后得到Ti60鈦合金鍛件。經本發明制備的Ti60鈦合金鍛件的顯微組織為三態組織，其中初生α含量(α_等)含量15％，條狀α(α_條)含量65％，且混亂交織，所述鍛件可以滿足Ti60合金鍛件對顯微組織的要求。