CN107718802A - 一种以钛为中间层的合金板及其制备方法 - Google Patents

一种以钛为中间层的合金板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

具体涉及一种以钛为中间层的合金板，包括钛合金层，钛合金层的上下表面均设置有镍合金层；本发明还涉及了一种以钛为中间层的合金板的制备方法，包括称取原料、熔炼、轧制、热处理、抛光打磨、焊接和热轧等步骤。本发明的一种以钛为中间层的合金板，该合金板能够在高温环境下不被氧化；本发明的以钛为中间层的合金板的制备方法，能够提高合金板的符合率。

Description

一种以钛为中间层的合金板及其制备方法
技术领域
本发明属于钛合金板技术领域，具体涉及一种以钛为中间层的合金板，本发明还涉及了一种以钛为中间层的合金板的制备方法。
背景技术
钛合金具有强耐腐蚀性，在酸、碱、中性盐水等氧化介质中都有很好的稳定性，优于现有不锈钢和其他金属合金，因此，钛被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料及防腐蚀领域，但是钛合金在850℃以上容易被氧化，不能良好地在高温条件下工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种以钛为中间层的合金板，该合金板能够在高温环境下不被氧化。
本发明的另一个目的是提供一种以钛为中间层的合金板的制备方法，能够提高合金板的符合率。
本发明采用的第一种技术方案是，一种以钛为中间层的合金板，包括钛合金层，钛合金层的上下表面均设置有镍合金层。
本发明第一种技术方案的特点还在于：
钛合金层，按质量分数计，包含的各组分为：铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛。
镍合金层，按质量分数计，包含的各组分为：铝：0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁。
本发明采用的另一种技术方案是：
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛；
按照比例称取铝：0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁；
步骤2、将步骤1称取的铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁，进行容量熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
本发明另一种技术方案的特点还在于：
步骤6中，热轧的温度保持在820℃～900℃。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种以钛为中间层的合金板，该合金板能够在高温环境下不被氧化；本发明的以钛为中间层的合金板的制备方法，能够提高合金板的符合率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种以钛为中间层的合金板，其特征在于，包括钛合金层，钛合金层按质量分数计，包含的各组分为：铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛；钛合金层的上下表面均设置有镍合金层，镍合金层，按质量分数计，包含的各组分为：铝：0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁。
本发明一种以钛为中间层的合金板，改良了钛合金的组份，尤其是添加了适量的硅、铝、铁、镍、碳等元素，可大大提高合金高温抗蠕变性能，并能提高任何温度下的强度，使该钛合金板具有良好的热稳定性和高温抗蠕变性；同时本发明的合金板的中钛合金的上下两层均为镍合金层，镍合金层能够在较高的温度下连续工作。
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛；
按照比例称取铝0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁；
步骤2、将步骤1称取的铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳0.05％，余量为Fe，进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在820℃～900℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
实施例1
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.5％、硅3％、铁0.2％、镍1.2％、碳0.1％，钛95.1％；
按照比例称取铝0.5％，锆0.05％、钛1％、锰3％，铌5.2％、铬18.5％，镍52％，钼：3.0％，碳0.05％和铁16.7％；
步骤2、将步骤1称取的铝0.5％、硅3％、铁0.2％、镍1.2％、碳0.1％和钛95.1％，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝0.5％，锆0.05％、钛1％、锰3％，铌5.2％、铬18.5％，镍52％，钼：3.0％，碳0.05％和铁16.7％进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在820℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
实施例2
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝1.2％、硅6％、铁0.5％、镍1.8％、碳0.2％和钛90.3％；
按照比例称取铝1.2％，锆0.1％、钛5％、锰5％，铌6.2％、铬20％，镍55％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁4.55％；
步骤2、将步骤1称取的铝1.2％、硅6％、铁0.5％、镍1.8％、碳0.2％和钛90.3％，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝1.2％，锆0.1％、钛5％、锰5％，铌6.2％、铬20％，镍55％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁4.55％，进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在900℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
实施例3
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.8％、硅4.5％、铁0.35％、镍1.5％、碳0.15％和钛92.7％；
按照比例称取铝0.8％，锆0.07％、钛3％、锰4％，铌5.7％、铬19.3％，镍53.5％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁10.58％；
步骤2、将步骤1称取的铝0.8％、硅4.5％、铁0.35％、镍1.5％、碳0.15％和钛92.7％，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝0.8％，锆0.07％、钛3％、锰4％，铌5.7％、铬19.3％，镍53.5％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁10.58％，进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在860℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
实施例4
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.7％、硅4％、铁0.3％、镍1.4％、碳0.12％和钛95.48％；
按照比例称取铝0.7％，锆0.06％、钛2％、锰3.5％，铌5.4％、铬18.7％，镍53％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁13.59％；
步骤2、将步骤1称取的铝0.7％、硅4％、铁0.3％、镍1.4％、碳0.12％和钛95.48％，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝0.7％，锆0.06％、钛2％、锰3.5％，铌5.4％、铬18.7％，镍53％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁13.59％，进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在840℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
实施例5
一种以钛为中间层的合金板的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝1.1％、硅5％、铁0.4％、镍1.7％、碳0.08％和钛91.72％；
按照比例称取铝1.1％，锆0.08％、钛4％、锰4.5％，铌6.0％、铬19.7％，镍54％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁7.57％；
步骤2、将步骤1称取的铝1.1％、硅5％、铁0.4％、镍1.7％、碳0.08％和钛91.72％，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的铝1.1％，锆0.08％、钛4％、锰4.5％，铌6.0％、铬19.7％，镍54％，钼：3.0％，碳：0.05％和铁7.57％，进行熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板在880℃的温度下进行热轧得到以钛为中间层的合金板。

Claims (5)

1.一种以钛为中间层的合金板，其特征在于，包括钛合金层，钛合金层的上下表面均设置有镍合金层。
2.根据权利要求1所述的一种以钛为中间层的合金板，其特征在于，所述钛合金层，按质量分数计，包含的各组分为：铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛。
3.根据权利要求1所述的一种以钛为中间层的合金板，其特征在于，所述镍合金层，按质量分数计，包含的各组分为：铝：0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁。
4.一种以钛为中间层的合金板的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤1、按照比例称取铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛；
按照比例称取铝：0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁；
步骤2、将步骤1称取的铝0.5％-1.2％、硅3％-6％、铁0.2％-0.5％、镍1.2％-1.8％、碳0.1％-0.2％，其余为钛，进行熔炼，得到钛合金铸锭；
将步骤1称取的0.5％-1.2％，锆0.05％-0.1％、钛1％-5％、锰3％-5％，铌5.2％-6.2％、铬18.5％-20％，镍52％-55％，钼：3.0％，碳：0.05％，余量为铁，进行容量熔炼，得到镍合金铸锭；
步骤3、将步骤2中得到的钛合金铸锭和镍合金注定分别轧制成钛合金板坯和镍合金板坯，并对钛合金板坯和镍合金板坯进行热处理；
步骤4、步骤3完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯的表面均进行抛光打磨至表面粗糙度Ra<3nm；
步骤5、步骤4完成后，将钛合金板坯和镍合金板坯切割成大小相同的钛合金板和镍合金板；
步骤6、将步骤4切割成的钛合金板和镍合金板进行组合，将钛合金板放于中间层，镍合金板放置于钛合金板的上下两层，对组合好的镍合金板和钛合金板进行封闭焊接，然后采用真空电子束焊接方法抽真空并进行焊接，得到合金板；
步骤7、步骤6完成后，将合金板进行热轧得到以钛为中间层的合金板。
5.根据权利要求4所述的一种以钛为中间层的合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，热轧的温度保持在820℃～900℃。
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