CN111235504A - 一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺 - Google Patents

一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺 Download PDF

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赵小龙
王田
周雪红
同晓乐
乔恩利
张起
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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

Abstract

本发明公开了一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，涉及钛合金厚板生产技术领域，所述生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。所述一火次热轧的具体步骤如下所示：步骤一：将120‑240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60‑120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。本发明中，本生产工艺既无有毒物质的产生，且工艺下的车间环境无危险性，保证了工人的安全性，通过该工艺，实现了工业化生产α+β钛合金厚板的功能，且钛合金厚板，具有均匀细小的网篮组织，性能指标满足技术标准，为航空用优质钛合金厚板的生产提供技术支持。

Description

一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺
技术领域
本发明涉及一种钛合金厚板生产技术领域，具体是一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺。
背景技术
钛合金具有密度小、比强度高、耐高温等性能特点，广泛应用于航空航天等领域。α+β型钛合金通过不同热加工工艺可获得魏氏组织、网篮组织、双态组织、等轴组织，从而具有一定的性能。其中，网篮组织具有高的断裂韧性和较高的强度，在高强高韧钛合金中应用日益增加。α+β型钛合金获得网篮组织的传统方法为：在（α+β）/β相变点附近变形，或在β相区开始变形，但在（α+β）相区终止变形，变形量50～70%，原始α+β晶粒及晶界α被破碎（或只有少量晶界α未被破碎），冷却后α丛的尺寸减少，α条变短（即长宽比减少），且各丛交错排列，显微组织呈编织网篮状。
但是现有技术中，该方法在钛合金厚板热加工过程中，坯料经β相区加热后，轧制时，开轧温度、终轧温度受坯料温降、轧制变形热等因素的影响，变形温度很难控制，不能获得理想的均匀细小的网篮组织形貌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，所述生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
作为本发明进一步的方案：所述一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将120-240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，所述步骤一中一次保温的时间为1.0-1.5min/mm。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
作为本发明再进一步的方案：所述β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，所述步骤（一）中二次保温的时间为1.2-1.5min/mm，所述步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
作为本发明再进一步的方案：所述二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，所述步骤A中三次保温的时间为1.0-1.5min/mm，所述步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本生产工艺既无有毒物质的产生，且工艺下的车间环境无危险性，保证了工人的安全性，通过该工艺，实现了工业化生产α+β钛合金厚板的功能，且钛合金厚板，具有均匀细小的网篮组织，性能指标满足技术标准，为航空用优质钛合金厚板的生产提供技术支持，实用性较强。
附图说明
图1为一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺的一火次热轧板材显微组织图。
图2为一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺的热处理板材显微组织图。
图3为一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺的二火次热轧板材显微组织图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将120mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.0min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.2min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.0min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例2中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将120mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.25min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.35min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.25min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例3中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将120mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.5min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.5min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.5min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例4中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将180mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.0min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.2min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.0min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例5中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将180mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.25min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.35min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.25min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例6中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将180mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.5min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.5min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.5min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例7中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.0min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.2min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.0min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例8中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.25min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.35min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.25min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
本发明实施例9中，一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，步骤一中一次保温的时间为1.5min/mm。
步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，步骤（一）中二次保温的时间为1.5min/mm，步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，步骤A中三次保温的时间为1.5min/mm，步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述生产工艺的步骤包括有：一火次热轧、β热处理和二火次热轧。
2.根据权利要求1所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述一火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤一：将120-240mm钛合金坯料在电阻炉中加热，加热后进行一次保温；
步骤二：将步骤一中的钛合金坯料在热轧机上一火次热轧至60-120mm（一火次热轧变形量≥50%），热轧后进行一次空冷降温。
3.根据权利要求2所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述步骤一中的加热温度为Tβ-（20-50）℃，所述步骤一中一次保温的时间为1.0-1.5min/mm。
4.根据权利要求2所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述步骤二中一次空冷降温的温度为室温。
5.根据权利要求1所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述β热处理的具体步骤如下所示：
步骤（一）：将一火次热轧后的板材在电阻炉中进行β热处理，再进行二次保温；
步骤（二）：将步骤（一）中β热处理后的板材进行二次空冷降温。
6.根据权利要求5所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述步骤（一）中β热处理的理温度为Tβ+（20-50）℃，所述步骤（一）中二次保温的时间为1.2-1.5min/mm，所述步骤（二）中二次空冷降温的温度为室温。
7.根据权利要求1所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述二火次热轧的具体步骤如下所示：
步骤A：将β热处理后的板材在电阻炉中加热，加热后进行三次保温；
步骤B：将步骤A中的板材在热轧机上二火次热轧轧至30-60mm（二火次热轧变形量50-60%），热轧后进行三次空冷降温，获得成品板材。
8.根据权利要求7所述的一种获得网篮组织的钛合金厚板生产工艺，其特征在于：所述步骤A中加热的温度为Tβ-（30-50）℃，所述步骤A中三次保温的时间为1.0-1.5min/mm，所述步骤B中三次空冷降温的温度为室温。
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