CN107138523A - 一种tb9钛合金丝棒材及其轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，具体为：将TB9钛合金锻坯在相变点以上加热40～150min，获得轧制棒坯；然后将所得轧制棒坯使用轧机进行6～14道次轧制，获得目标规格丝棒材。本发明还公开了采用上述方法制得的TB9钛合金丝棒材。本发明通过加热温度以及轧制变形量控制TB9钛合金丝棒材组织，采用本发明方法制备得到的TB9钛合金丝棒材，组织细小，晶粒度6级及以上水平，且组织边部、心部晶粒度评级差别＜1级。组织细小、均匀的TB9丝棒材在热处理后物料横断面性能均匀一致，在应用时受力状态一致，可有效提高其应用寿命。

Description

一种TB9钛合金丝棒材及其轧制方法
技术领域
本发明属于钛合金加工技术领域，具体涉及一种TB9钛合金丝棒材，本发明还涉及上述TB9钛合金丝棒材的轧制方法。
背景技术
TB9(名义成分Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr)钛合金属于亚稳β型高强钛合金，具有比强度高、耐腐蚀性、热处理性能高等优良的综合性能，在固溶状态条件下具有良好的冷加工成形性，可加工成板材、棒材和丝材等产品，其制作的铆钉、弹簧等在航空航天及汽车等领域有着较为广泛的应用。
TB9钛合金丝棒材主要用于螺栓、铆钉、弹簧等应用，其组织均匀性对其零件使用性能具有重要影响，组织不均匀状态物料在热处理后横断面性能不均匀，容易产生局部应力集中，导致局部开裂，对零件应用造成破坏性影响。
TB9合金β稳定化元素含量高，变形抗力大，在实际工业生产丝棒材时，一般选用相变点以上温度进行加工，容易造成组织破碎不均匀问题，一般为轧制后丝棒材边部组织细小而心部组织粗大，使得TB9丝棒材最终应用性能差异大，心部塑性差，使用时容易造成断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，解决了现有方法制得的TB9丝棒材应用性能差异大，心部塑性差，使用时容易断裂的问题。
本发明的另一目的是提供采用上述方法制得的TB9钛合金丝棒材。
本发明所采用的技术方案是，一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将TB9钛合金锻坯在相变点以上加热40～150min，获得轧制棒坯；
步骤2，将所述步骤1所得轧制棒坯使用轧机进行6～14道次轧制，获得目标规格丝棒材。
本发明的特点还在于，
加热温度为相变点以上30℃～100℃。
加热温度为相变点以上30℃～60℃。
轧制道次变形量为10％～15％。
轧制单火次变形量为80％～99％。
轧制道次间进行5s～10s道次停滞。
目标规格为Φ8mm～Φ25mm。
本发明所采用的另一技术方案是，采用上述方法制得的TB9钛合金丝棒材。
本发明的有益效果是，一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，通过加热温度以及轧制变形量控制TB9钛合金丝棒材组织，采用本发明方法制备得到的TB9钛合金丝棒材，组织细小，晶粒度6级及以上水平，且组织边部、心部晶粒度评级差别＜1级。组织细小、均匀的TB9丝棒材在热处理后物料横断面性能均匀一致，在应用时受力状态一致，可有效提高其应用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例选用的不均匀组织轧制坯料的高倍组织图，其中a为边部高倍组织图，b为心部高倍组织图；
图2是实施例1制备得到的Φ25mm规格棒材的高倍组织图，其中a为边部高倍组织图，b为心部高倍组织图；
图3是实施例2制备得到的Φ20mm规格棒材的高倍组织图，其中a为边部高倍组织图，b为心部高倍组织图；
图4是实施例3制备得到的Φ14mm规格棒材的高倍组织图，其中a为边部高倍组织图，b为心部高倍组织图；
图5是实施例4制备得到的Φ8mm规格棒材的高倍组织图，其中a为边部高倍组织图，b为心部高倍组织图。
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。
本发明一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将TB9钛合金锻坯在相变点以上30℃～100℃温度加热40～150min，获得轧制棒坯；
优选的，加热温度为相变点以上30℃～60℃。
相变点以上30℃～100℃进行加热可对轧制坯料组织进行均匀化，使加热后坯料组织边、心部均匀，该温度下TB9合金为单β相组织，变形抗力较小，有利于变形加工，另可避免过高加热温度导致的组织异常粗大问题。
步骤2，将所述步骤1所得轧制棒坯使用轧机进行6～14道次轧制，获得Φ8mm～Φ25mm规格丝棒材。
其中，轧制道次变形量为10％～20％，轧制单火次变形量为80％～99％。
轧制道次间进行5s～10s道次停滞。
通过道次轧制变形量的控制可有效减小心部轧制变形温升，有利于轧制物料边部及心部的实际轧制温度的一致。
在轧制道次间进行一定时间的道次停滞，可均衡轧制心部变形温升向边部扩散，使物料边部、心部轧制温度均衡，避免心部组织因变形温升影响而异常长大。道次停滞时间短，均温效果不明显，时间过长则物料失温严重，影响丝棒材的稳定轧制。
为了体现本发明实施例提供的TB9钛合金丝棒材的轧制加工方法的效果，下列实施例以均采用组织不均匀的锻坯，参见图1a和图1b，分别为典型不均匀锻坯边部和心部组织，组织边部晶粒度6级，心部晶粒度2级，组织边部、心部晶粒度评级差别为4级。
实施例1
步骤1，选取规格为Φ60mm横向组织不均匀的TB9钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中在相变点以上30℃加热，炉内保温时间为90min；
步骤2，将经步骤1加热得到的棒坯在轧机设备上进行轧制，采用6道次轧制到Φ25mm(目标规格)，每道次变形量为10％～15％，轧制道次间停滞10s。
实施例1采用6道次轧制后的Φ25mm轧制单火次变形量为80％，实施例1所得TB9钛合金丝棒材，组织细小均匀，参见图2a和图2b，所得TB9钛合金棒材的边部晶粒度6级，心部晶粒度5.5～6级，组织边部、心部晶粒度评级差别为0.5级。
实施例2
步骤1，选取规格为Φ55mm横向组织不均匀的TB9钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中在相变点以上60℃加热，炉内保温时间为70min；
步骤2，将经步骤1加热得到的棒坯在轧机设备上进行轧制，采用6道次轧制到Φ20mm，每道次变形量为10％～15％，轧制道次间停滞8s。
实施例2采用6道次轧制后的Φ20mm轧制单火次变形量为85％，实施例2所得TB9钛合金丝棒材，组织细小均匀，参见图3a和图3b，所得TB9钛合金棒材的边部晶粒度6级，心部晶粒度5.5～6级，组织边部、心部晶粒度评级差别为0.5级。
实施例3
步骤1，选取规格为Φ45mm横向组织不均匀的TB9钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中在相变点以上80℃加热，炉内保温时间为60min；
步骤2，将经步骤1加热得到的棒坯在轧机设备上进行轧制，采用10道次轧制到Φ14mm，每道次变形量为10％～15％，轧制道次间停滞6s。
实施例3采用10道次轧制后的Φ14mm轧制单火次变形量为88％，实施例3所得TB9钛合金丝棒材，组织细小均匀，参见图4a和图4b，所得TB9钛合金棒材的边部晶粒度8级，心部晶粒度8级，组织边部、心部晶粒度评级差别为0级。
实施例4
步骤1，选取规格为Φ45mm横向组织不均匀的TB9钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中在相变点以上100℃加热，炉内保温时间为50min；
步骤2，将经步骤1加热得到的棒坯在轧机设备上进行轧制，采用14道次轧制到Φ8mm，每道次变形量为10％～15％，轧制道次间停滞6s。
实施例4采用14道次轧制后的Φ8mm轧制单火次变形量为95％，实施例4所得TB9钛合金丝棒材，组织细小均匀，参见图5a和图5b，所得TB9钛合金棒材的边部晶粒度10级，心部晶粒度10级，组织边部、心部晶粒度评级差别为0级。

Claims (8)

1.一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将TB9钛合金锻坯在相变点以上加热40～150min，获得轧制棒坯；
步骤2，将所述步骤1所得轧制棒坯使用轧机进行6～14道次轧制，获得目标规格丝棒材。
2.根据权利要求1所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述加热温度为相变点以上30℃～100℃。
3.根据权利要求1所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述加热温度为相变点以上30℃～60℃。
4.根据权利要求1所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述轧制道次变形量为10％～15％。
5.根据权利要求1所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述轧制单火次变形量为80％～99％。
6.根据权利要求1所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述轧制道次间进行5s～10s道次停滞。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法，其特征在于，所述目标规格为Φ8mm～Φ25mm。
8.采用权利要求1-7任一项所述的一种TB9钛合金丝棒材的轧制方法制得的TB9钛合金丝棒材。
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