CN111054745A - 一种tb8钛合金薄板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种TB8钛合金薄板的制备方法，该方法包括以下步骤：将TB8钛合金板坯先进行三火热轧，中间退火、表面处理后进行一个冷轧轧程得到所需的成品厚度，经过成品固溶、表面处理后获得满足要求的TB8钛合金薄板。本发明的制备方法技术方案较为完整，从板坯开始，经过热轧、冷轧轧制等过程，通过细化对加热温度、轧程次数、轧程变形量、轧制方向、热处理制度等的综合控制，可批量生产出满足性能要求的TB8钛合金薄板。

Description

一种TB8钛合金薄板的制备方法
技术领域
本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种TB8钛合金薄板的制备方法。
背景技术
TB8(Ti-15Mo-3Al-2.8Nb-0.2Si)是一种新型亚稳定β型超高强度、耐腐蚀、抗氧化钛合金。该合金一般以固溶状态供货，其组织是由β相固溶体组成的单相合金，具有优良的高温强度和抗蠕变性能，并且在较高的强度下仍保持强度、塑性的良好匹配，冷、热加工性能优良，冷变形75％以上，不需中间退火，可加工成板材、带材、棒材、箔材、锻件等，是一种较为理想的航空结构材料。
TB8钛合金可应用在飞机液压系统、蜂窝、燃油箱、紧固件、液压管材、箔材用钛基复合材料的基体以及石油化工等领域；而作为板材零件，则主要用于制造中等复杂程度的飞机冷成形钣金零件，可以代替强度水平相当于30CrMnSiA结构钢的零件及热成形的钛合金零件。目前，虽然针对TB8钛合金的工艺、组织、性能等有一定的研究基础，如文献《TB8钛合金的热变形组织与织构》中对TB8钛合金初始组织及热变形组织进行表征，深入探讨合金的组织演变及形变织构特征；文献《TB8钛合金板材冷成形工艺及其应用研究》中对板材的冷成形参数和冷成形工艺进行了实验研究；公开号为CN 103464461B的专利则是提供了一种将原料厚度为0.3mm～0.5mm的TB8钛合金板材制备成0.08mm～0.2mm箔材的方法，但对于TB8钛合金热、冷轧板材制备工艺的系统研究较少，没有形成较为完善、可批量生产的TB8钛合金薄板制备工艺和技术支撑。因此，为满足日益增长的航空结构材料的需求，非常有必要提出一种TB8钛合金薄板的制备方法。
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的不足，提供了一种满足室温条件下的抗拉强度793～965MPa，屈服强度759～931MPa，延伸率不小于10％的标准要求的TB8 钛合金薄板的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种TB8钛合金薄板的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将厚度为130mm～150mm的TB8钛合金板坯在温度为960℃～1000℃的加热炉中保温160min～200min，然后送入热轧机中进行第一轧制，得到第一半成品板坯；
步骤二：将所述第一半成品板坯切割后置于温度为940℃～980℃的加热炉中保温40min～80min，然后送入热轧机中进行第二轧制，得到第二半成品板坯；
步骤三：将所述第二半成品板坯进行切割后置于温度为900℃～960℃的加热炉中保温10min～30min，然后送入热轧机中进行第三轧制，得到第三半成品板坯；
步骤四：将所述第三半成品板坯进行中间退火处理后，送入冷轧机中进行第四轧制，得到厚度为1.0mm～1.5mm的成品薄板材；
步骤五：将所述成品薄板材进行成品固溶、碱酸洗处理，得到TB8钛合金薄板。
作为本发明的进一步方案：所述第一轧制采用单向轧制，且所述第一轧制的总变形量为 60％～80％；
优选的，所述第一轧制分为6～8道次进行轧制，且所述第一道次的变形量为10％～30％。
作为本发明的进一步方案：所述第二轧制的轧制方向与第一轧制的轧制方向平行，所述第二轧制的总变形量为60％～80％；
优选的，所述第二轧制分为6～8道次进行轧制，且所述第二轧制的道次变形量为10％～ 30％。
作为本发明的进一步方案：所述第三轧制的轧制方向与第二轧制的轧制方向垂直，所述第三轧制的总变形量为50％～70％；
优选的，所述第三轧制分为6～8道次进行轧制，所述第三轧制的道次变形量为5％～ 25％。
作为本发明的进一步方案：所述第四轧制的轧制方向与第三轧制的轧制方向平行，所述第四轧制为1个轧程完成，轧制的总变形量为60％～75％；
优选的，所述第四轧制的道次数为6～8道次，所述第四轧制的道次变形量为5％～20％。
作为本发明的进一步方案；所述中间退火的温度为830℃～870℃，中间退火的时间为 10min～30min。
作为本发明的进一步方案：所述成品固溶处理的温度为830℃～870℃，成品固溶处理的时间为5min～20min。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明技术方案较为完整，从板坯开始，经过三火热轧、一个冷轧轧程等生产工艺流程，提出了一种可批量生产TB8钛合金薄板的制备方法。
(2)本发明采用先热轧后冷轧虽是一种较为成熟的板材加工工艺，但由于TB8钛合金热轧变形抗力比TC4钛合金大，通过细化对加热温度、轧程次数、轧制变形量、热处理制度等的综合控制，实现了热处理制度和轧制变形量的合理分配，保证轧制生产的稳定性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一
本实施例TB8钛合金薄板的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为150mm的TB8钛合金板坯在温度为1000℃的加热炉中保温200min，然后送入热轧机中进行第一轧制，得到厚度为50mm的第一半成品板坯，所述的第一轧制为单向轧制，总所述第一轧制的变形量为66.7％；
步骤二、将步骤一中所述的第一半成品板坯切割后置于温度为960℃的加热炉中保温 50min，然后送入热轧机中进行第二轧制，得到厚度为12mm的第二半成品板坯；所述第二轧制的轧制方向与第一轧制的轧制方向平行，所述第二轧制的总变形量为76.0％；
步骤三、将步骤二中所述的第二半成品板坯切割后置于温度为940℃的加热炉中保温 15min，然后送入热轧机中进行第三轧制，得到厚度为4.0mm的第三半成品板坯；所述第三轧制的轧制方向与第二轧制的轧制方向垂直，所述第三轧制的总变形量为66.7％；
步骤四、将步骤三中所述的第三半成品板坯以温度830℃/保温30min/空冷的方式进行中间退火、碱酸洗后，送入冷轧机中进行第四轧制，得到厚度为1.5mm的成品薄板材；所述第四轧制的轧制方向与第三轧制的轧制方向平行，所述第四轧制为1个轧程完成，轧制的总变形量为62.5％；
步骤五、将步骤四中所述厚度为1.5mm的板材以温度850℃/保温15min/空冷的方式进行成品固溶、碱酸洗处理后，得室温条件下的纵向抗拉强度为850MPa，纵向延伸率为14.0％的 TB8钛合金薄板。
实施例二
本实施例TB8钛合金薄板的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为150mm的TB8钛合金板坯在温度为1000℃的加热炉中保温200min，然后送入热轧机中进行第一轧制，得到厚度为50mm的第一半成品板坯，所述的第一轧制为单向轧制，总所述第一轧制的变形量为66.7％；
步骤二、将步骤一中所述的第一半成品板坯切割后置于温度为960℃的加热炉中保温 50min，然后送入热轧机中进行第二轧制，得到厚度为12mm的第二半成品板坯；所述第二轧制的轧制方向与第一轧制的轧制方向平行，所述第二轧制的总变形量为76.0％；
步骤三、将步骤二中所述的第二半成品板坯切割后置于温度为940℃的加热炉中保温 15min，然后送入热轧机中进行第三轧制，得到厚度为4.0mm的第三半成品板坯；所述第三轧制的轧制方向与第二轧制的轧制方向垂直，所述第三轧制的总变形量为66.7％；
步骤四、将步骤三中所述的第三半成品板坯以温度830℃/保温30min/空冷的方式进行中间退火、碱酸洗后，送入冷轧机中进行第四轧制，得到厚度为1.0mm的成品薄板材；所述第四轧制的轧制方向与第三轧制的轧制方向平行，所述第四轧制为1个轧程完成，轧制的总变形量为75％；
步骤五、将步骤四中所述厚度为1.0mm的板材以温度850℃/保温10min/空冷的方式进行成品固溶、碱酸洗处理后，得到TB8钛合金薄板，室温条件下性能参数是：纵向抗拉强度为 847MPa，纵向屈服强度为835MPa，纵向延伸率为20.5％，横向抗拉强度为860MPa，横向屈服强度为857MPa，纵向延伸率为13.5％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：将厚度为130mm～150mm的TB8钛合金板坯在温度为960℃～1000℃的加热炉中保温160min～200min，然后送入热轧机中进行第一轧制，得到第一半成品板坯；
步骤二：将所述第一半成品板坯切割后置于温度为940℃～980℃的加热炉中保温40min～80min，然后送入热轧机中进行第二轧制，得到第二半成品板坯；
步骤三：将所述第二半成品板坯进行切割后置于温度为900℃～960℃的加热炉中保温10min～30min，然后送入热轧机中进行第三轧制，得到第三半成品板坯；
步骤四：将所述第三半成品板坯进行中间退火处理后，送入冷轧机中进行第四轧制，得到厚度为1.0mm～1.5mm的成品薄板材；
步骤五：将所述成品薄板材进行成品固溶、碱酸洗处理，得到TB8钛合金薄板。
2.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第一轧制采用单向轧制，且所述第一轧制的总变形量为60％～80％。
3.根据权利要求2所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第一轧制分为6～8道次进行轧制，且所述第一道次的变形量为10％～30％。
4.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第二轧制的轧制方向与第一轧制的轧制方向平行，所述第二轧制的总变形量为60％～80％。
5.根据权利要求4所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第二轧制分为6～8道次进行轧制，且所述第二轧制的道次变形量为10％～30％。
6.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第三轧制的轧制方向与第二轧制的轧制方向垂直，所述第三轧制的总变形量为50％～70％。
7.根据权利要求6所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第三轧制分为6～8道次进行轧制，所述第三轧制的道次变形量为5％～25％。
8.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述第四轧制的轧制方向与第三轧制的轧制方向平行，所述第四轧制为1个轧程完成，轧制总变形量为60％～75％。
9.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述中间退火的温度为830℃～870℃，中间退火的时间为10min～30min，所述第四轧制的道次数为6～8道次，所述第四轧制的道次变形量为5％～20％。
10.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金薄板的制备方法，其特征在于：所述成品固溶处理的温度为830℃～870℃，成品固溶处理的时间为5min～20min。
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