CN105734474B - 一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺。它的步骤如下：1)选择高含锆量钛锆合金板条作为热处理材料；2)将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；3)以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；4)将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理；5)将处理后的板条用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；6)进行冷轧处理。本发明提供的改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺简单易行，所涉及的设备药品等较为常见易得。使用本方法在室温可实现轧制的情况下，避免了使用热轧设备的高耗能缺点及麻烦，降低成本同时也节省了资源。
Description
技术领域
本发明涉及钛锆合金冷轧性能改善的处理工艺，尤其涉及一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺。
背景技术
纯钛中加入锆之后，塑性降低。锆含量超过一定比例(大约20％)后，延展率由纯钛的20％左右下降到8％左右。经冷轧后，材料出现大量裂纹，甚至发生大面积脆性断裂，从而影响其后续加工及使用。
为解决该轧制裂纹问题，国内普遍使用热轧工艺，然而由于热锻设备本身属性，高耗能及其他问题成为其固有缺陷。所以制定合理的改善钛锆合金冷轧塑性处理工艺能够减少能耗，降低成本同时也节省了资源，成为必要之举。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺，它的步骤如下：
1)选择高含锆量钛锆合金板条作为热处理材料；
2)将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
3)以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；
4)将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理；
5)将真空热处理后的板条用低浓度腐蚀液进行腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
6)进行冷轧处理。
所述的高浓度腐蚀液成分配比为HF:HNO3:H2O＝1：(3～5)：(5～10)(体积比)；所述的低浓度腐蚀液成分配比为HF:HNO3:H2O＝1：(3～5)：(50～100)(体积比)。所述的清洗液为丙酮溶液；清洗方式为超声波清洗。所述的冷轧性能改善处理工艺为：采用真空炉热处理，将所选择成分配比的钛锆合金板条在α+β/β转变温度以上10～50℃保温1～2h，炉冷至再结晶完成温度且接近α+β/α转变温度之前保温10～12h，再炉冷至室温。所述的冷轧处理为：缓慢减小轧制间隙，每次减小50～100μm，且采用单方向轧制。所述的高含锆量钛锆合金重量百分比为(Zr％≥20％)。使用低浓度腐蚀液其作用不仅为出去氧化皮，还起到圆滑化板条边沿，防止轧制时由于边沿尖锐裂口扩展从而加剧板条表面裂纹的出现。
本发明提供的改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺简单易行，所涉及的设备药品等较为常见易得。使用本方法在室温可实现轧制的情况下，避免了使用热轧设备的高耗能缺点及麻烦。
附图说明
图1是在发明实施例1中含锆量为20％的钛锆合金板条经过冷轧性能改善处理工艺后的扫描照片；a)为板条正视图；b)为板条侧视图(厚度方向)；
图2是在发明实施例2中含锆量为40％的钛锆合金板条经过冷轧性能改善处理工艺后的扫描照片；a)为板条正视图；b)为板条侧视图(厚度方向)；
图3是含锆量为20％的钛锆合金板条，未经冷轧性能改善处理工艺后的扫描照片；a)为板条正视图；b)为板条侧视图(厚度方向)；
图4是含锆量为40％的钛锆合金板条，未经冷轧性能改善处理工艺后的扫描照片；a)为板条正视图；b)为板条侧视图(厚度方向)。
具体实施方式
一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺，它的步骤如下：
1)选择高含锆量钛锆合金板条作为热处理材料；
2)将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
3)以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；
4)将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理；
5)将真空热处理后的板条用低浓度腐蚀液进行腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
6)进行冷轧处理。
所述的高浓度腐蚀液为HF:HNO3:H2O＝1：(3～5)：(5～10)(体积比)；所述的低浓度腐蚀液为HF:HNO3:H2O＝1：(3～5)：(50～100)(体积比)。所述的清洗液为丙酮溶液；清洗方式为超声波清洗。所述的冷轧性能改善处理工艺为：采用真空炉热处理，将所选择成分配比的钛锆合金板条在α+β/β转变温度以上10～50℃保温1～2h，炉冷至再结晶完成温度且接近α+β/α转变温度之前(即再结晶完成温度与α+β/α转变温度区间内靠近α+β/α转变温度的一端)保温10～12h，再炉冷至室温。所述的冷轧处理为：缓慢减小轧制间隙，每次减小50～100μm，且采用单方向轧制。所述的高含锆量钛锆合金重量百分比为(Zr％≥20％)。下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例1
选用的高含锆量钛锆合金板条重量百分比为Zr％＝20％，冷轧性能改善处理工艺用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、光学金相显微镜、维氏硬度计、轧制机。首先将将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理。高浓度腐蚀液中各成分体积比HF:HNO3:H2O＝1：3：10；低浓度腐蚀液中各成分体积比HF:HNO3:H2O＝1：3：50。然后以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；接着将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理，处理方式为：将板条放入真空炉中，在850℃保温1h，炉冷至750℃保温12h，炉冷至室温；再将处理后的板条用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用15ml丙酮溶液作为清洗液进行清洗及干燥处理；最后进行冷轧处理：缓慢减小轧制间隙，每次减小50μm左右，且采用单方向轧制。试验结果如图1所示。
为了直观展示本发明的工艺效果，在实施例1基础上设置对比例1。对比例与实施例相比，未经冷轧改善处理工艺，且处理后的板条未用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀。对比例1的结果如图3所示，可以看出经改善处理后，裂纹明显减少。
实施例2
选用的高含锆量钛锆合金板条重量百分比为Zr％＝40％，冷轧性能改善处理工艺用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、光学金相显微镜、维氏硬度计、轧制机。首先将将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用15ml丙酮溶液作为清洗液进行清洗及干燥处理；然后以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；接着将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理，处理方式为：将板条放入真空炉中，在750℃保温1h，炉冷至650℃保温12h，炉冷至室温；再将处理后的板条用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；最后进行冷轧处理：缓慢减小轧制间隙，每次减小50μm左右，且采用单方向轧制。试验结果如图2所示。为了直观展示本发明的工艺效果，在实施例2基础上设置对比例2。对比例与实施例相比，未经冷轧改善处理工艺，且处理后的板条未用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀。对比例2的结果如图4所示，可以看出经改善处理后，裂纹明显减少。
实施例3
选用的高含锆量钛锆合金板条重量百分比为Zr％＝50％，冷轧性能改善处理工艺用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、光学金相显微镜、维氏硬度计、轧制机。首先将将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用酒精溶液作为清洗液进行清洗及干燥处理。高浓度腐蚀液中各成分体积比HF:HNO3:H2O＝1：5：5；低浓度腐蚀液中各成分体积比HF:HNO3:H2O＝1：5：100。然后以硬度结合金相组织确定该成分钛锆合金的再结晶温度范围；接着将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理，处理方式为：将板条放入真空炉中，在690℃保温2h，炉冷至610℃保温10h，炉冷至室温；再将处理后的板条用低浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；最后进行冷轧处理：缓慢减小轧制间隙，每次减小100μm左右，且采用单方向轧制。经改善处理后，裂纹明显减少。
以上所述实验方法仅表达了本发明的实施方式，不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于改善高含锆量钛锆合金冷轧性能的处理工艺，其特征在于它的步骤如下：
1）选择高含锆量钛锆合金板条作为热处理材料；
2）将板条用高浓度腐蚀液进行酸洗腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
3）以硬度结合金相组织确定该钛锆合金的再结晶温度范围；
4）将钛锆合金板条进行冷轧性能改善处理；
5）将真空热处理后的板条用低浓度腐蚀液进行腐蚀去除表面氧化皮后，用清洗液进行清洗及干燥处理；
6）进行冷轧处理；
所述的高浓度腐蚀液为HF:HNO3:H2O=1：（3~5）：（5~10）体积比；所述的低浓度腐蚀液为HF:HNO3:H2O=1：（3~5）：（50~100）体积比；所述的冷轧性能改善处理工艺为：采用真空炉热处理，将所选择成分配比的钛锆合金板条在α+β/β转变温度以上10~50℃保温1~2 h，炉冷至再结晶完成温度且接近α+β/α转变温度之前保温10~12 h，再炉冷至室温。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的清洗液为丙酮溶液；清洗方式为超声波清洗。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的冷轧处理为：缓慢减小轧制间隙，每次减小50~100μm，且采用单方向轧制。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的高含锆量钛锆合金重量百分比为Zr%≥20%。
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