CN100485079C - 一种钛合金板材的加工工艺 - Google Patents

一种钛合金板材的加工工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN100485079C
CN100485079C CNB2007100188913A CN200710018891A CN100485079C CN 100485079 C CN100485079 C CN 100485079C CN B2007100188913 A CNB2007100188913 A CN B2007100188913A CN 200710018891 A CN200710018891 A CN 200710018891A CN 100485079 C CN100485079 C CN 100485079C
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
cogging
rolling
fire
ingot casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2007100188913A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101139670A (zh
Inventor
毛小南
李辉
于兰兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Ruida metal material technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research filed Critical Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority to CNB2007100188913A priority Critical patent/CN100485079C/zh
Publication of CN101139670A publication Critical patent/CN101139670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100485079C publication Critical patent/CN100485079C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种钛合金板材的加工工艺,该加工工艺是将海绵钛、工业纯铝和Al-85V中间合金经过包合金包、电级压制和等离子组焊,然后采用二次真空自耗电弧熔炼方法熔炼成铸锭,然后将熔炼成的铸锭进行开坯,最后将开坯后的铸锭下料切成板坯,在空气锤上自由锻造成板坯,然后在轧机上进行轧制,轧制温度为900-1000℃,保温50分钟,开始轧制时,道次变形量控制在3~4个毫米,经二火次2-5道次及中间中断,最后轧制成钛合金板材,经表面刨、洗机加工后交付。本发明操作方便,工艺可控性强,该工艺可使TC4-DT合金板材保持良好的强度、断裂韧性及塑性的匹配,板材性能批次稳定性提高。

Description

一种钛合金板材的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种合金板材的加工方法,特别是涉及一种TC44)T低间 隙钛合金板材的新型加工工艺。 背景技术
Ti-6A14V是使用最广泛、最成熟的典型的(oc + P )两相钛合金,各 国相继研发的历史已近四十年、并有各自的合金牌号.其成份特征为:合 金元素允许波动范围较宽(Al: 5.5%-6.75%),杂质允许含i较高(Fe: 0.3%max、 O: 0.2%max、 H: 0.015%max);从而带来较髙的冶金缺陷可 能性、较低的塑性和韧性及较短的使用寿命。为此,以美、英为首的少数 发达国家又在近20年开发了相应的低间隙合金,如美国UNS R56401、 ASTM F468、 Grade 23、 AMS4930、 Ti-64ELI,英国IMI318EL1,法国 TA6VELI等,广泛应用于低温、医疗、艉船及飞行器等重要领域。其成 份特征为:合金元素允许波动范围较窄(Al: 5.5%—.5%),杂质允许含 量较低(Fe: 0.25%max、 O: 0.13%max、 H: 0.0125%);从而带来较小 的冶金缺陷可能性、较髙的塑性和钿性、较好的焊接性能及较长的使用寿 命。比Ti-6Al-4V合金的Ku:提髙近一倍、da/dN降低达一个数量级,现 已应用在先进的战斗机和新一代民机上.例如,美国将Ti^6Al-4V和 Ti-6A14V ELI合金应用于F-16战斗机的水平尾翼转轴、波音767的第一 号驾驶舦风档玻璃窗骨架和UH60A "黑鹰"、SH60B "海應"、CH53E "超 级种马"等直升机的主旋翼、尾旋翼转动部件.民机波音747的主起落架 用的支樣梁大型模锻件(重154Skg、长6.2m、宽0.95m、投影面积4.06m2), 自1969年开始生产直到如今仍在供应中。如今,美国第四代战机F22、 F/A-18E/F等的Ti-6Al-4V(Ti"6AI4V ELI)钬合金应用已经进入采用更大 型整体糢锻件的成熟应用阶段,如F22战斗机零件中钛合金占飞机重i的 41%,其中Ti-6A1-4VEL1又占钛合金重董的87.5%,其中F-22后机身整体式隔框(重1590kg、长3,8m、宽1.7m、投影面积5,S3m2 )是目前世界 上最大的钬合金闭式模锻件。
从提商材料的损伤容限角度考虑,近几年发展的近峰造、p热处理等 工艺,过分强调温度的作用,要求控制溢度十分严格,即工艺窗口非常窄, 这在生产实践中很难做到,易造成局部热效应过髙,导致合金组织的严重 不均匀性,使材料质董不稳定, 发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种操作方便、工艺可控 性强的钛合金板材的加工工艺.该工艺可使TC4"DT合金板材保持良好的 强度、断裂韧性及塑性的匹配,板材性能批次穗定性提髙.
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种钛合金板材的加 工工艺,其特征在于该工艺包括以下步骤:
(1) 铸锭熔炼:选用杂质含i不超过0.3%、 Ti元素的含量不小于 99.7%的优质0级海绵钛、工业纯铝和A1-85V中间合金,经过包合M、 电级压制和等离子组焊,然后采用二次真空自耗电弧熔炼方法熔炼成铸 锭,其中所述包合金包是指为了增加中间合金的布料均勻性,将中间合金 用铝箔包成包的形式加入;
(2) 铸锭开坯:选择开坯温度为11001C,天燃气炉加热,在1600T 水压机上开坯,开坯分三火次完成,铸锭在900"C装炉升温到11001C后, 保温6小时出炉锻造,经三次镦粗后,完成第一火;第二火在10001C保温 4小时后,单向拔长锻造;第三火在9邻"C保温l柳分钟后,单向拔长, 至此开坯完成,其中所述镦粗是指使坯料高度减小、横截面增加的工序;
(3) 板坯制备及板材轧制:将开坯后的铸锭下料切成方形板坯,在 空气锤上自由锻造,然后在轧机上进行轧制,轧制温度为900-1000"C,保 温50分钟,开始轧制时,道次变形量控制在3~4个毫米,经二火次2-5 遒次及中间中断,彔后礼制成钛合金板材,经表面刨、洗机加工后交付。
本发明与现有技术相比具有什么优点:本发明加工窗口较宽,组织均 匀性容易控制,能充分发挥低间睐钛合金的性能优势,加工的材料强度、 韧性及壅性匹配良好,板材性能的批次穗定性得到提高. 具体实施方式
4下面结合实施例对本发明做进一步说明。 实施例l (1 )铸锭熔炼
选用低杂貭含i的优质O级海绵钛、工业纯铝、A1-85V中间合金.经 过包合金包、电级压制、等离子组焊,最后采用二次真空自耗电弧熔炼方 法熔炼了一个1吨铸锭,尺寸为:0420x1510mm.铸锭成分的重i百分 比为A1: 6.16%、 V: 3.95%、 Fe: 0.03%、 C: 0.04%、 N: 0.014%、 O: 0.06%、 H: 0.001%、 Si: 〈0.03%.
(2) 铸锭开坯
选择开坯温度为1100t:,天燃气炉加热,在1600T水压机上开坯.开 坯分三火次完成,铸锭在9(HrC装炉升温到1100lC后,保溢6h出炉锻造, 经三次镦粗后(压下董约为110mm),完成第一火;第二火在10001C保温 4h后,单向拔长锻造;第三火在9501C保温l柳miii后,单向拔长到方形 110,m加xl10012111111,至此开坯完成。
(3) 板坯制备及板材礼制
下料切成方形110+w咖mx20(^iimi左右板坯,在3吨空气锤上自由锻 造成850"mmx200"miiix200-250mm板坯。然后在SSOmm轧机上进行轧 制,轧制温度9301C,保温50分钟,开始轧制时,道次变形量控制在3〜4 个亳米。经二火次2-5道次及中间中断,最后轧制成S32mm厚板材,经 表面甸、洗机加工后交付.
(4) 板材热处理
TC4-DT合金a + p终轧832mm规格厚板,整体处理(950"/lhWQ + 550"€/81^0后室温力学性能及断裂韧性如表1所示.板材整体处理后, 强度-塑性-断裂韧性良好匹配,强度达到900MPa以上,同时其断裂韧 性K,c达到90MPa.V^以上'
实施例2 (1)铸锭熔炼
逸用低杂质含傲的优质O级海绵钛、工业纯铝、A1-85V中间合金.经 过包合金包、电级压制、等离子组焊,彔后采用二次其空自耗电弧熔炼方 法熔炼了一个1吨铸锭,尺寸为:级420xl510nmi.铸锭成分的重董百分比为A16,24M、 V4.3%、 Fe <0.01 % 、 C0.022%、 N 0.011 % 、 0 0.1%、 (2 )铸锭开坯
选择开坯温度为11WrC,天燃气炉加热,在1600T水压机上开坯。每 段开坯分三火次完成,铸锭在9001C装炉升温到11001C后,保温6h出炉 锻造,经三次镦粗后(压下i约为llOmm),完成第一火;第二火在IOO(TC 保温4Ii后,单向拔长锻造;第三火在970lC保温l柳miii后,单向拔长到 方形110"0imnxl10012111111,至此开坯完成。
(3) 板坯制备及板材轧制
下料切成方形110"Vmx2(M^imn左右板坯,在3吨空气锤上自由锻 造成3S0^mmx200"mmx200-250mm板坯.然后在550mm轧机上进行轧 制,轧制温度95(TC,保温50分钟,开始轧制时,道次变形董控制在3〜4 个毫米.经二火次2-5道次及中间中断,最后轧制成S32mm厚板材,经 表面刨、洗机加工后交付。
(4) 板材热处理
TC4"DT合金a + p终札S32mm规格厚板,整体处理(950'C/lhWQ + 5S0lC/8hAC )后室温力学性能及断裂韧性如表1所示.板材整体处理后, 强度-塑性-断裂韧性良好匹配,都达到指标要求,强度达到lOOOMPa 以上,同时其断裂韧性KK:达到77MPa.^以上.
TC4-DT合金a + p终轧S32mm厚板整体处理后室温力学性能及断裂 钿性如表l
<table>table see original document page 6</column></row> <table>

Claims (1)

1、一种钛合金板材的加工工艺,其特征在于该工艺包括以下步骤:(1)铸锭熔炼:选用杂质含量不超过0.3%、Ti元素的含量不小于99.7%的0级海绵钛、工业纯铝和Al-85V中间合金,经过包合金包、电极压制和等离子组焊,然后采用二次真空自耗电弧熔炼方法熔炼成铸锭,其中所述包合金包是指为了增加中间合金的布料均匀性,将中间合金用铝箔包成包的形式加入;(2)铸锭开坯:选择开坯温度为1100℃,天然气炉加热,在1600T水压机上开坯,开坯分三火次完成,铸锭在900℃装炉升温到1100℃后,保温6小时出炉锻造,经三次镦粗后,完成第一火;第二火在1000℃保温4小时后,单向拔长锻造;第三火在950℃保温180分钟后,单向拔长,至此开坯完成,其中所述镦粗是指使坯料高度减小、横截面增加的工序;(3)板坯制备及板材轧制:将开坯后的铸锭下料切成方形板坯,在空气锤上自由锻造,然后在轧机上进行轧制,轧制温度为900-1000℃,保温50分钟,开始轧制时,道次变形量控制在3~4个毫米,经二火次2-5道次及中间中断,最后轧制成钛合金板材,经表面刨、铣机加工后交付。
CNB2007100188913A 2007-10-17 2007-10-17 一种钛合金板材的加工工艺 Active CN100485079C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100188913A CN100485079C (zh) 2007-10-17 2007-10-17 一种钛合金板材的加工工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100188913A CN100485079C (zh) 2007-10-17 2007-10-17 一种钛合金板材的加工工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101139670A CN101139670A (zh) 2008-03-12
CN100485079C true CN100485079C (zh) 2009-05-06

Family

ID=39191775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100188913A Active CN100485079C (zh) 2007-10-17 2007-10-17 一种钛合金板材的加工工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100485079C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101906602A (zh) * 2010-09-10 2010-12-08 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 一种亚稳定β型钛合金板材加工方法
CN109202386A (zh) * 2018-11-08 2019-01-15 宝鸡市泛美材料科技有限公司 一种钛及钛合金板材焊缝组织改善方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101543948B (zh) * 2008-03-28 2011-06-08 北京有色金属研究总院 Ti5Mo5V2Cr3Al合金的加工工艺
CN101935776B (zh) * 2010-09-30 2012-08-22 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 一种β钛合金材料及其制备方法
CN102230097B (zh) * 2011-03-31 2012-06-27 西北有色金属研究院 一种钛合金棒材的制备方法
RU2566691C2 (ru) * 2011-04-22 2015-10-27 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Титановый сляб для применения в горячей прокатке и способ его получения
CN102418061B (zh) * 2011-12-10 2013-06-05 西部钛业有限责任公司 一种tc2钛合金大规格板坯的制备方法
CN102441584B (zh) * 2011-12-10 2014-03-26 西部钛业有限责任公司 一种倒棱钛合金厚板坯的制备方法
CN102581188B (zh) * 2012-02-29 2014-07-30 湖南金天钛业科技有限公司 一种tc4-dt钛合金大规格厚板锻件加工方法
CN103192244B (zh) * 2013-03-22 2015-07-15 常州凯旺金属材料有限公司 钛合金加工工艺及其生产钛棒和钛丝的方法
CN103230936B (zh) * 2013-04-27 2015-01-14 西部钛业有限责任公司 一种tc4钛合金宽幅中厚板材的轧制方法
CN103361586B (zh) * 2013-07-31 2015-06-10 西北有色金属研究院 一种提高tc4-dt钛合金板材强韧性的加工方法
CN103495834B (zh) * 2013-09-12 2016-08-17 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 外科植入物医用tc20钛合金板材的制备方法
CN103436736B (zh) * 2013-09-22 2015-06-10 西北有色金属研究院 一种高强度高弹性模量钛基复合材料的制备方法
CN103909191B (zh) * 2014-04-10 2016-01-13 西部钛业有限责任公司 一种舰船用STi80两相钛合金板坯的制备方法
CN104988443B (zh) * 2015-05-29 2017-03-15 宝鸡钛业股份有限公司 钛合金板坯的制备方法
CN105032973A (zh) * 2015-07-29 2015-11-11 宝鸡市富源通工贸有限责任公司 一种tc4钛合金板的加工方法
CN105506379A (zh) * 2016-02-23 2016-04-20 西部金属材料股份有限公司 一种损伤容限中强钛合金
CN106544543A (zh) * 2016-10-25 2017-03-29 南京工业大学 一种具有优良热加工性能的钛合金及其制备方法
CN106636744A (zh) * 2016-12-14 2017-05-10 西部超导材料科技股份有限公司 WSTi64E高损伤容限超大规格钛合金铸锭及其制法
CN110997957A (zh) * 2017-07-18 2020-04-10 卡本特科技公司 定制钛合金,ti-64,23+
CN108620435B (zh) * 2018-03-16 2019-06-04 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 一种利用钛及钛合金热轧料头提高热轧板材得料率的方法
CN108746448B (zh) * 2018-06-04 2020-06-02 宁波创润新材料有限公司 一种用于半导体溅射靶材的高纯钛锭开坯锻造方法
CN109536776B (zh) * 2019-01-04 2020-01-14 青海聚能钛业股份有限公司 一种耐热钛合金及其制备方法
CN112795798A (zh) * 2019-11-13 2021-05-14 新疆大学 一种钛合金板材的制备方法
CN112831689A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 沈阳铸造研究所有限公司 一种抗损伤高韧性铸造钛合金及其精密铸造方法
CN111085827A (zh) * 2019-12-26 2020-05-01 无锡英特派金属制品有限公司 大尺寸高密度光亮铱坩埚的制造方法
CN111534772A (zh) * 2020-05-27 2020-08-14 西部超导材料科技股份有限公司 一种短流程低成本tc4类钛合金成品棒材的制备方法
CN111906610B (zh) * 2020-08-14 2021-10-29 丽水学院 一种钛合金板材制备工艺及其加工设备
CN112548495A (zh) * 2020-11-26 2021-03-26 西北有色金属研究院 一种超导丝材阻隔层铌片用板坯的锻造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钛合金用Al-V中间合金的生产研究概况. 高敬.钢铁钒钛,第22卷第1期. 2001
钛合金用Al-V中间合金的生产研究概况. 高敬.钢铁钒钛,第22卷第1期. 2001 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101906602A (zh) * 2010-09-10 2010-12-08 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 一种亚稳定β型钛合金板材加工方法
CN109202386A (zh) * 2018-11-08 2019-01-15 宝鸡市泛美材料科技有限公司 一种钛及钛合金板材焊缝组织改善方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101139670A (zh) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100485079C (zh) 一种钛合金板材的加工工艺
CN103695709B (zh) 一种钛基合金板材及其制备方法
CN100567534C (zh) 一种高热强性、高热稳定性的高温钛合金的热加工和热处理方法
CN101906602B (zh) 一种亚稳定β型钛合金板材加工方法
CN101451206B (zh) 一种超高强度钛合金
CN103740980A (zh) 一种高韧性钛铝合金板材及其制备方法
CN101935776B (zh) 一种β钛合金材料及其制备方法
CN103695711B (zh) 一种高强度钛铝镍合金板材及其制备方法
CN104561657B (zh) 一种钛铝合金材料及其制备工艺
CN105925842B (zh) 一种高品质钛合金的制造方法
CN109161726A (zh) 一种高强高韧耐蚀钛合金及其制备方法
CN103740981A (zh) 一种高强度钛合金板及其制备方法
CN108787750B (zh) 一种β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法
CN102260806B (zh) 一种热强损伤容限型钛合金及其制备方法
CN103509974A (zh) 一种精密铸造钛合金叶轮的制备方法
CN105349808A (zh) 一种钛合金板材的制备方法
CN109252061A (zh) 一种高温、高热稳定性、高断裂韧性钛合金棒材的制备方法
CN102888532B (zh) 一种920MPa强度级的电子束熔丝堆积快速成形构件用α+β型钛合金丝材
CN103469009B (zh) 一种熔模铸造法制备钛合金叶片的方法
CN103111464A (zh) 一种特厚板的制造方法
CN104988443A (zh) 钛合金板坯的制备方法
CN111057903B (zh) 一种大规格钛合金锁紧环及其制备方法
CN103143660B (zh) 一种tc17钛合金扁方形型材的制备方法
CN110195186B (zh) 一种特厚热轧高合金热作模具钢及其制备方法
CN108754231A (zh) 轻量化高强度高弹性钛合金及其实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210818

Address after: 710018 7a370, 7 / F, Galaxy Science and technology building, No. 25, Tangyan Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi

Patentee after: Xi'an Ruida metal material technology Co.,Ltd.

Address before: 710016 box 51, Xi'an, Shaanxi

Patentee before: NORTHWEST INSTITUTE FOR NON-FERROUS METAL RESEARCH