CN104439981A - 一种ta6钛合金宽幅薄板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，该方法为：一、制备复合板材；二、第一加热处理；三、将复合板材进行第一火次轧制，得到第一半成品板材；四、第二加热处理；五、将第一半成品板材进行第二火次轧制，得到第二半成品板材；六、打磨处理后进行第三加热处理；七、将第二半成品板材进行第三火次轧制，得到第三半成品板材；八、将第三半成品板材进行退火处理；九、将第三半成品板材进行温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板。本发明能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于钛合金板材加工技术领域，具体涉及一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法。
背景技术
TA6(Ti-5Al)钛合金是一种α型钛合金，具有良好的焊接性和耐蚀性，在退火状态下具有中等强度和足够的塑性，板材可进行冷冲压，适用于在400℃以下和存在浸蚀介质的环境中工作，大多用于航空部门的高温结构部件及导弹弹头蒙皮、常规武器装备的结构件等，目前在我国新一代的高性能新型战斗机上已获得小批量应用，但其板幅较窄(一般冷轧板宽度＜750mm)。
近年来我国航空用钛需求量逐渐增长，尤其是宽幅钛合金板材，因此该合金宽幅板材的用量也将会增加。另外，TA6板材的加工塑性差，加工温度窗口较小，且对加工温度特别敏感，加工过程中控制不准确易出现裂纹，或是出现严重的波浪，加工难度大，宽幅板材的生产难度更大。而钛合金薄板的生产工艺为多个热轧程+多个冷轧程，其中传统的钛合金板材热轧工艺为将板坯直接进行加热和轧制，然后将经多个热轧程轧制的板材进行退火和表面处理后进行冷轧得到成品板材。目前通过传统方法制备高质量的TA6宽幅薄板困难很大，主要不足之处是材料加工过程中经常会出现较多的裂纹等缺陷，且伴有组织不均匀、产品性能指标不稳定和成材率较低的缺点，因此传统加工方法不适用于TA6钛合金宽幅薄板的制备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，该方法能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为150mm～200mm，宽度为1000mm～1500mm，长度为1000mm～1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm～1.0mm，所述纯钛板材的宽度比TA6钛合金板材的宽度大20cm～30cm，所述纯钛板材的长度比TA6钛合金板材的长度大20cm～30cm；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃～100℃的条件下保温180min～240min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm～50mm，宽度为1200mm～1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下保温30min～50min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm～15mm，宽度为1200mm～1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃～70℃的条件下保温30min～50min进行第三加热处理；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为3.5mm～5mm，宽度为1200mm～1500mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为750℃～800℃的条件下退火处理30min～50min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1～2个轧程的温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为350℃～400℃。
上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述纯钛板材的牌号为TA1或TA2。
上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述第一火次轧制的道次变形率为10％～35％。
上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第二火次轧制的道次变形率为10％～35％。
上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤七中所述第三火次轧制的道次变形率为10％～35％。
上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤九中每个所述轧程中温轧的累计变形率为20％～30％，所述温轧的道次变形率为5％～10％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的方法能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。
2、本发明采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，且在第二火次轧制后将第二半成品板材上下表面的纯钛层打磨去除掉，该工艺过程减少了热轧加工过程中TA6钛合金板材表面温度的降低，有效的减少了热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，也起到了保护板材表面的作用。
3、本发明在对TA6钛合金板材进行轧制加工的过程中，采用较高的TA6钛合金板材开坯轧制温度和快速轧制的方式，均有利于避免因板材轧制过程中因温度降低而引起的表面或内部开裂的问题，此外，本发明的制备方法中采用大型热轧机和冷轧机，也易于实现大变形的轧制，有利于TA6钛合金板材的晶粒充分破碎，获得组织均匀、力学性能优良的TA6钛合金宽幅薄板。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图2为对比例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图3为本发明实施例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图4为对比例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图5为本发明实施例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图6为对比例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图7为本发明实施例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图8为对比例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图9为本发明实施例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
图10为对比例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为180mm，宽度为1000mm，长度为1200mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为1.0mm，宽度为1030cm，长度为1230cm，所述纯钛板材的牌号为TA1；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上70℃的条件下保温200min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为920℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为45mm，宽度为1250mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：28％，25％，18％，16％，15％，12％和10％，所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃的条件下保温50min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为920℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为15mm，宽度为1250mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：35％，19％，12％，11％，10％和10％，所述第二火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃的条件下保温40min进行第三加热处理；所述着色渗透检验合格为：打磨处理后的第二半成品板材表面无裂纹；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为850℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为5mm，宽度为1250mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：35％，18％，12％，11％，10％和10％，所述第三火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为800℃的条件下退火处理50min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1个轧程的温轧，得到厚度为4mm，宽度为1250mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为380℃，累计变形率为20％，所述温轧共分3道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：10％，7％和5％。
图1为实施例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图1中可以看出，实施例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒均匀细小，晶粒尺寸约为22μm，本实施例中采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，轧制过程中可有效避免TA6钛合金板材因表面温度降低而引起的微裂纹的产生，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，成材率达到80％。
本实施例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为757MPa，屈服强度为698MPa，断后伸长率为22％，均满足国家军用标准GJB2505A-2008的标准技术要求。
对比例1
对比例1制备TA6钛合金宽幅薄板的方法与实施例1相同，其中的不同之处在于：步骤一中不在TA6钛合金板材上下表面爆炸复合一层纯钛板材。
图2为对比例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图2中可以看出，对比例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒尺寸约为37μm，相对比较粗大。
本对比例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为717MPa，屈服强度为652MPa，断后伸长率为17％，说明实施例1采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，能够有效的减少热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备得到组织均匀且具有更好综合力学性能的TA6钛合金宽幅薄板。
实施例2
本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为150mm，宽度为1200mm，长度为1200mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.8mm，宽度为1220cm，长度为1220cm，所述纯钛板材的牌号为TA2；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃的条件下保温180min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为910℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm，宽度为1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：35％，25％，14％，11％，10％，10％和10％，所述第一火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下40℃的条件下保温45min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为840℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm，宽度为1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，20％，15％，12％，11％，10％和10％，所述第二火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下60℃的条件下保温30min进行第三加热处理；所述着色渗透检验合格为：打磨处理后的第二半成品板材表面无裂纹；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为780℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为4mm，宽度为1500mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，21％，14％，12％，11％和10％，所述第三火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为780℃的条件下退火处理40min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1个轧程的温轧，得到厚度为3mm，宽度为1500mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为350℃，累计变形率为25％，所述温轧共分4道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：10％，8％，5％，和5％。
图3为实施例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图2中可以看出，实施例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒均匀细小，晶粒尺寸约为20μm，本实施例中采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，轧制过程中可有效避免TA6钛合金板材因表面温度降低而引起的微裂纹的产生，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，成材率达到75％。
本实施例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为765MPa，屈服强度为709MPa，断后伸长率为22％，均满足国家军用标准GJB2505A-2008的标准技术要求。
对比例2
对比例2制备TA6钛合金宽幅薄板的方法与实施例2相同，其中的不同之处在于：步骤一中不在TA6钛合金板材上下表面爆炸复合一层纯钛板材。
图4为对比例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图4中可以看出，对比例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒尺寸约为32μm，相对比较粗大。
本对比例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为719MPa，屈服强度为661MPa，断后伸长率为19％，说明实施例2采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，能够有效的减少热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备得到组织均匀且具有更好综合力学性能的TA6钛合金宽幅薄板。
实施例3
本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为200mm，宽度为1200mm，长度为1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为1.0mm，宽度为1225cm，长度为1525cm，所述纯钛板材的牌号为TA2；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上100℃的条件下保温240min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为910℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为50mm，宽度为1300mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：35％，30％，20％，15％，10％和10％，所述第一火次轧制的轧制速率为4m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃的条件下保温50min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为13mm，宽度为1300mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，25％，20％，15％，10％，10％和10％，所述第二火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下70℃的条件下保温35min进行第三加热处理；所述着色渗透检验合格为：打磨处理后的第二半成品板材表面无裂纹；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为3.5mm，宽度为1300mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，21％，18％，16％，12％，11％和10％，所述第三火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为750℃的条件下退火处理30min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行2个轧程的温轧，得到厚度为2mm，宽度为1300mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为400℃，两个轧程温轧的累计变形率分别为20％和30％，第一轧程温轧共分3道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：9％，6.5％和6％，第二轧程温轧共分4道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：10％，7％，6％和5％。
图5为实施例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图5中可以看出，实施例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒均匀细小，晶粒尺寸约为18μm，本实施例中采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，轧制过程中可有效避免TA6钛合金板材因表面温度降低而引起的微裂纹的产生，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，成材率达到75％。
本实施例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为760MPa，屈服强度为698MPa，断后伸长率为25％，均满足国家军用标准GJB2505A-2008的标准技术要求。
对比例3
对比例3制备TA6钛合金宽幅薄板的方法与实施例3相同，其中的不同之处在于：步骤一中不在TA6钛合金板材上下表面爆炸复合一层纯钛板材。
图6为对比例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图6中可以看出，对比例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒尺寸约为32μm，相对比较粗大。
本对比例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为708MPa，屈服强度为653MPa，断后伸长率为19.5％，说明实施例3采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，能够有效的减少热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备得到组织均匀且具有更好综合力学性能的TA6钛合金宽幅薄板。
实施例4
本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为160mm，宽度为1500mm，长度为1000mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.7mm，宽度为1528cm，长度为1025cm，所述纯钛板材的牌号为TA2；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上80℃的条件下保温200min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为50mm，宽度为1200mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，20％，18％，16％，10％和10％，所述第一火次轧制的轧制速率为3m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下35℃的条件下保温50min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为850℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为14mm，宽度为1200mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制共分7道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：30％，20％，18％，16％，11％，10％和10％，所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下55℃的条件下保温50min进行第三加热处理；所述着色渗透检验合格为：打磨处理后的第二半成品板材表面无裂纹；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为800℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为4.5mm，宽度为1200mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：28％，20％，18％，15％，11％和10％，所述第三火次轧制的轧制速率为2m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为760℃的条件下退火处理45min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1个轧程的温轧，得到厚度为3.5mm，宽度为1200mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为360℃，累计变形率为22.2％，所述温轧共分4道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：7％，7％，5.5％和5％。
图7为实施例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图7中可以看出，实施例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒均匀细小，晶粒尺寸约为20μm，本实施例中采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，轧制过程中可有效避免TA6钛合金板材因表面温度降低而引起的微裂纹的产生，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，成材率达到79％。
本实施例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为767MPa，屈服强度为715MPa，断后伸长率为24％，均满足国家军用标准GJB2505A-2008的标准技术要求。
对比例4
对比例4制备TA6钛合金宽幅薄板的方法与实施例4相同，其中的不同之处在于：步骤一中不在TA6钛合金板材上下表面爆炸复合一层纯钛板材。
图8为对比例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图8中可以看出，对比例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒尺寸约为32μm，相对比较粗大。
本对比例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为705MPa，屈服强度为643MPa，断后伸长率为19％，说明实施例4采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，能够有效的减少热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备得到组织均匀且更好综合力学性能的TA6钛合金宽幅薄板。
实施例5
本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为175mm，宽度为1250mm，长度为1250mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm，宽度为1275cm，长度为1280cm，所述纯钛板材的牌号为TA2；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上60℃的条件下保温220min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为910℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为45mm，宽度为1350mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：35％，23％，22％，17％，12％和10％，所述第一火次轧制的轧制速率为4m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下45℃的条件下保温45min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为840℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为13.5mm，宽度为1350mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：29％，21％，18％，16％，13.7％和10％，所述第二火次轧制的轧制速率为4m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于辊底式电加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下65℃的条件下保温45min进行第三加热处理；所述着色渗透检验合格为：打磨处理后的第二半成品板材表面无裂纹；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度为750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为4mm，宽度为1350mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制共分6道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：29％，21％，18％，16％，15％和10％，所述第三火次轧制的轧制速率为4m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为790℃的条件下退火处理35min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1个轧程的温轧，得到厚度为3mm，宽度为1350mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为370℃，累计变形率为25％，所述温轧共分4道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为：10％，6％，6％和5％。
图9为实施例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图9中可以看出，实施例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒均匀细小，晶粒尺寸约为19μm，本实施例中采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，轧制过程中可有效避免TA6钛合金板材因表面温度降低而引起的微裂纹的产生，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，成材率达到76％。
本实施例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为757MPa，屈服强度为701MPa，断后伸长率为24％，均满足国家军用标准GJB2505A-2008的标准技术要求。
对比例5
对比例5制备TA6钛合金宽幅薄板的方法与实施例5相同，其中的不同之处在于：步骤一中不在TA6钛合金板材上下表面爆炸复合一层纯钛板材。
图10为对比例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片，从图10中可以看出，对比例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的晶粒尺寸约为30μm，相对比较粗大。
本对比例制备的TA6钛合金宽幅薄板的抗拉强度为712MPa，屈服强度为648MPa，断后伸长率为19.5％，说明实施例5采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，能够有效的减少热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备得到组织均匀且具有更好综合力学性能的TA6钛合金宽幅薄板。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在厚度为150mm～200mm，宽度为1000mm～1500mm，长度为1000mm～1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm～1.0mm，所述纯钛板材的宽度比TA6钛合金板材的宽度大20cm～30cm，所述纯钛板材的长度比TA6钛合金板材的长度大20cm～30cm；
步骤二、将步骤一中所述复合板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃～100℃的条件下保温180min～240min进行第一加热处理；
步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm～50mm，宽度为1200mm～1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下保温30min～50min进行第二加热处理；
步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm～15mm，宽度为1200mm～1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃～70℃的条件下保温30min～50min进行第三加热处理；
步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为3.5mm～5mm，宽度为1200mm～1500mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；
步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为750℃～800℃的条件下退火处理30min～50min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；
步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1～2个轧程的温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为350℃～400℃。
2.按照权利要求1所述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述纯钛板材的牌号为TA1或TA2。
3.按照权利要求1所述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述第一火次轧制的道次变形率为10％～35％。
4.按照权利要求1所述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第二火次轧制的道次变形率为10％～35％。
5.按照权利要求1所述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤七中所述第三火次轧制的道次变形率为10％～35％。
6.按照权利要求1所述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤九中每个所述轧程中温轧的累计变形率为20％～30％，所述温轧的道次变形率为5％～10％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |