Ti6242 티타늄 합금은 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si의 공칭 조성을 갖습니다. 우수한 크리프 저항성을 지닌 α상 근적외선 고온 티타늄 합금으로, 470℃에서 550℃에 이르는 고온에서 연속 사용이 가능합니다. 주로 고압 압축기 디스크와 항공기 엔진 블레이드에 사용됩니다.
Ti6242 티타늄 합금 잉곳은 상변태점보다 150℃~200℃ 높은 온도로 가열한 후 240~480분 동안 유지합니다. 단조 과정에서 단조비는 1.2~1.6으로 조절하여 초기 주조 구조가 파편화된 빌릿을 얻습니다. 3~5톤 규모의 잉곳은 진공 아크로를 이용하여 생산되며, 화학 조성 범위는 다음과 같습니다(질량 백분율): Al 5.50%~6.50%, Sn 1.80%~2.20%, Zr 3.60%~4.40%, Mo 1.80%~2.20%, Si 0.06%~0.1%, Fe ≤ 0.10%, O ≤ 0.15%, C ≤ 0.05%, N ≤ 0.05%, 나머지는 티타늄 및 불가피한 불순물입니다.
이후, 주조 구조를 미리 파쇄한 빌릿을 7단계 단조 공정을 거쳐 가공합니다. 상변환점보다 40℃ 낮은 온도부터 100℃ 높은 온도까지 가열하고, 120~420분 동안 유지하며, 압축비는 1.3~1.7, 인발 변형률은 25~45%입니다. 최종 단조 온도는 850℃ 이상으로 유지되어, 결정립이 완전히 파쇄되고 균일하게 미세화된 빌릿을 얻습니다.
이후, 미세화된 빌릿은 2~3단계의 화염 단조 공정을 거칩니다. 상변태점보다 60℃~40℃ 낮은 온도로 가열하고 60~180분 동안 유지하며, 변형률은 40% 이상으로 제어하고 최종 단조 온도는 800℃ 이상으로 유지하여 흑색 표면을 가진 봉을 얻습니다.
이후 흑색 표면을 가진 봉을 어닐링하고 박리합니다. 어닐링 조건은 970℃~990℃에서 1시간 동안 유지하고 공랭한 후, 595℃에서 8시간 동안 유지하고 다시 공랭하는 것으로 구성되며, 이를 통해 직경 20mm~100mm의 Ti6242 티타늄 합금 봉을 얻습니다. 본 발명은 고도로 균일한 미세 구조를 갖는 항공 엔진 블레이드용 소구경 Ti6242 봉의 제조 방법을 제공합니다. 다단계 단조 및 인발 공정은 미세구조의 불균일성과 모서리와 중심부 사이의 이방성을 효과적으로 제거합니다. 다른 국내 제조업체의 제품과 비교했을 때, 이 공정으로 생산된 Ti6242 봉은 거시 구조에서 뚜렷한 야금학적 결함이 나타나지 않고, 균일한 미세 구조와 흐릿한 결정면을 보입니다.
중국에서는 첨단 항공기, 특히 대형 상용 제트기의 급속한 발전으로 인해 항공기 엔진의 추력 대 중량비에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있습니다. 이는 소구경 Ti6242 티타늄 합금 블레이드에 대해 야금학적 품질, 미세 구조 균일성, 기계적 특성 및 배치 안정성 측면에서 더욱 엄격한 요구 사항을 제시합니다. 이러한 까다로운 기준을 충족하기 위해서는 높은 미세 구조 균일성과 안정성을 확보하는 것이 필수적입니다.
