一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法
阅读说明：本技术 一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法 (Forging method of Nb47Ti alloy large-size bar for superconducting wire ) 是由 杨晶 张胜 张奕 尚金金 何龙龙 李少强 王凯旋 刘向宏 于 2020-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法,包括：对Nb47Ti合金铸锭进行第一火次锻造,第一火次锻造过程包括三次镦粗、拔长,锻后进行冷却；将开坯锻造后的Nb47Ti合金铸锭进行第二火次锻造,第二火次锻造过程包括拔长、摔圆,锻后进行冷却；将中间锻造后的Nb47Ti合金铸锭采用径锻机进行第三火次锻造,锻后进行冷却,得到Nb47Ti合金大规格棒材。通过选择变形方式、变形设备及变形量,缩短锻造火次及生产周期,进而降低成本,能得到低倍组织均匀模糊、高倍组织均匀细小的大规格Nb47Ti合金大规格棒材。(The invention discloses a forging method of a Nb47Ti alloy large-size bar for a superconducting wire, which comprises the following steps: carrying out first hot forging on the Nb47Ti alloy cast ingot, wherein the first hot forging process comprises three times of upsetting and drawing out, and cooling after forging; performing secondary forging on the cogging-forged Nb47Ti alloy ingot, wherein the secondary forging process comprises drawing out and rounding, and cooling after forging; and performing third fire forging on the Nb47Ti alloy cast ingot subjected to intermediate forging by using a radial forging machine, and cooling after forging to obtain the Nb47Ti alloy large-specification bar. By selecting the deformation mode, the deformation equipment and the deformation amount, the forging heat number and the production period are shortened, the cost is further reduced, and the large-specification Nb47Ti alloy bar with uniform and fuzzy macrostructure and uniform and fine macrostructure can be obtained.)
技术领域
本发明属于有色金属加工方法技术领域，涉及一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法。
背景技术
Nb47Ti合金棒材是制备超导线材的重要原材料，由于超导线材极为苛刻的使用环境，对Nb47Ti合金棒材的的组织均匀性提出了很高的要求。传统的Nb47Ti合金棒材的锻造是将铸锭进行锯切下料，在进行加热以后对铸锭进行多火次的镦拔变形，达到改善坯料组织均匀性的目的，由于锻造火次较多，生产周期较长，生产成本也随之增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法，解决了现有技术中存在的锻造火次过多导致成本增加的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法，包括以下步骤：
步骤1、开坯锻造：
对Nb47Ti合金铸锭进行第一火次锻造，第一火次锻造过程包括三次镦粗、拔长，锻后进行冷却；
步骤2、中间锻造：
将经步骤1开坯锻造后的Nb47Ti合金铸锭进行第二火次锻造，第二火次锻造过程包括拔长、摔圆，锻后进行冷却；
步骤3，成品锻造：
将经步骤2中间锻造后的Nb47Ti合金铸锭采用径锻机进行第三火次锻造，锻后进行冷却，得到Nb47Ti合金大规格棒材。
本发明的特点还在于：
步骤1中第一次镦粗、拔长时锻比控制在1.3～1.8，第二、三次镦粗、拔长时锻比控制在1.5～2.1。
步骤1中第一火次锻造的加热温度为1150℃～1200℃，加热时间为10～14h。
步骤2中拔长、摔圆时锻比控制在2.0～3.0。
步骤2中第二火次锻造的加热温度为950℃～1000℃。
本发明的有益效果是：
本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法，通过对Nb47Ti合金铸锭进行整体开坯锻造，可以保证铸锭进行整体塑性变形，有效破碎铸锭中的粗大铸态组织；对坯料进行拔长和摔圆，可以使坯料不同部位组织相对均匀；通过使用径锻机对棒坯进行径向锻造，可以保证棒材不同部位获得均匀化的组织；通过选择变形方式、变形设备及变形量，缩短锻造火次及生产周期，进而降低成本，能得到低倍组织均匀模糊、高倍组织均匀细小、直径≥Φ165mm的超导线材用大规格Nb47Ti合金大规格棒材。
附图说明
图1是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法得到的棒材显微组织取样位置图；
图2是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例一得到的棒材X射线胶片成像结果图；
图3a是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例一得到的棒材边部位置显微组织图；
图3b是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例一得到的棒材R/2位置显微组织图；
图3c是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例一得到的棒材中心位置显微组织图；
图4是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例二得到的棒材X射线胶片成像结果图；
图5a是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例二得到的棒材边部位置显微组织图；
图5b是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例二得到的棒材R/2位置显微组织图；
图5c是本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法实施例二得到的棒材中心位置显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法，包括以下步骤：
步骤1、开坯锻造：
对Nb47Ti合金铸锭进行第一火次锻造，第一火次锻造的加热温度为1150℃～1200℃，加热时间10～14h后出炉，先将铸锭镦粗至设定尺寸，再对铸锭进行第一次镦粗、拔长，锻比控制在1.3～1.8，保证坯料表面质量良好；然后对铸锭进行第二、三次镦粗、拔长，锻比控制在1.5～2.1，，进一步破碎铸态晶粒和均匀化坯料的组织，锻后进行冷却；
步骤2、中间锻造：
将经步骤1开坯锻造后的Nb47Ti合金铸锭进行第二火次锻造，第二火次锻造的加热温度为950℃～1000℃，出炉后依次进行拔长、摔圆处理，锻比控制在2.0～3.0，锻后进行冷却，通过摔圆可以使坯料不同部位组织相对均匀；
步骤3，成品锻造：
将经步骤2中间锻造后的Nb47Ti合金铸锭采用径锻机进行第三火次锻造，加热温度为850℃～920℃，第三火次锻造的锻比控制在3.0～4.0，径向锻造包括4个变形道次，每道次变形量为1.0～2.2，通过设计径锻过程每个变形道次的变形量，可以保证棒材不同部位均匀变形，锻后进行冷却，得到Nb47Ti合金大规格棒材。
通过以上方式，本发明一种超导线材用Nb47Ti合金大规格棒材的锻造方法，通过对Nb47Ti合金铸锭进行整体开坯锻造，可以保证铸锭进行整体塑性变形，有效破碎铸锭中的粗大铸态组织；对坯料进行拔长和摔圆，可以使坯料不同部位组织相对均匀；通过使用径锻机对棒坯进行径向锻造，可以保证棒材不同部位获得均匀化的组织；通过选择变形方式、变形设备及变形量，缩短锻造火次及生产周期，进而降低成本，能得到低倍组织均匀模糊、高倍组织均匀细小的大规格Nb47Ti合金大规格棒材。
实施例1
步骤1、开坯锻造：
对Nb47Ti合金铸锭进行第一火次锻造，第一火次锻造的加热温度为1160℃，加热时间10h后出炉，对铸锭进行第一次镦粗、拔长，锻比控制在1.4；然后对铸锭进行第二、三次镦粗、拔长，锻比控制在1.7，锻后进行冷却；
步骤2、中间锻造：
将经步骤1开坯锻造后的Nb47Ti合金铸锭进行第二火次锻造，第二火次锻造的加热温度为980℃，出炉后依次进行拔长、摔圆处理，锻比控制在2.7，锻后进行冷却；
步骤3，成品锻造：
将经步骤2中间锻造后的Nb47Ti合金铸锭采用径锻机进行第三火次锻造，加热温度为900℃，第三火次锻造的锻比控制在4.0，径向锻造包括4个变形道次，每道次变形量为1.2、1.6、1.9、1.1，锻后进行冷却，得到规格为Φ＝193.7mm的Nb47Ti合金大规格棒材，如图2所示，可以看出该棒材低倍组织均匀，为发现流线等缺陷，由此可知棒材得到了充分的变形。由图3a-图3c可以看出，棒材的显微组织从边缘到心部的不同部位较均匀，说明棒材的锻造变形较均匀充分。
实施例2
步骤1、开坯锻造：
对Nb47Ti合金铸锭进行第一火次锻造，第一火次锻造的加热温度为1200℃，加热时间12h后出炉，对铸锭进行第一次镦粗、拔长，锻比控制在1.7；然后对铸锭进行第二、三次镦粗、拔长，锻比控制在1.5，锻后进行冷却；
步骤2、中间锻造：
将经步骤1开坯锻造后的Nb47Ti合金铸锭进行第二火次锻造，第二火次锻造的加热温度为950℃，出炉后依次进行拔长、摔圆处理，锻比控制在2.3，锻后进行冷却；
步骤3，成品锻造：
将经步骤2中间锻造后的Nb47Ti合金铸锭采用径锻机进行第三火次锻造，加热温度为870℃，第三火次锻造的锻比控制在3.6，径向锻造包括4个变形道次，每道次变形量为1.1、1.4、1.8、1.3，锻后进行冷却，得到规格为Φ＝204mm的Nb47Ti合金大规格棒材，如图4所示，可以看出该棒材低倍组织均匀，没有发现流线等缺陷，说明棒材得到了充分的变形；由图5a-图5c可以看出，该棒材的边缘到心部的不同部位显微组织较均匀，说明棒材的锻造变形较均匀充分。
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