CN114231869B - 近α型高温钛合金带材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种近α型高温钛合金带材及其制备方法，方法包括：将近α型高温钛合金铸锭锻造，得晶粒尺寸2～3μm板坯；将板坯加热至β转变温度以上150～170℃进行多道次热轧，每道次变形量25％～30％，累计变形量≥60％，得中间坯；将中间坯加热至β转变温度以下20～50℃进行多道次热轧，每道次变形量25％～40％，终轧温度≥700℃，得热轧带；将热轧带再结晶退火，去应力退火，得退火后钛合金带；将退火后钛合金带进行多次冷轧，每道次变形量8％～15％，每次冷轧后退火，得0.3～0.5mm厚钛合金带。该制备方法可得到厚度可控的近α型高温钛合金带材。

Description

近α型高温钛合金带材及其制备方法
技术领域
本发明涉及钛合金材料加工技术领域，特别是涉及一种近α型高温钛合金带材及其制备方法。
背景技术
高温钛合金是适合于在较高温度下长期工作的钛合金，在整个工作温度范围内具有较高的瞬时和持久强度，目前在航空领域上主要用来制造压气机中的叶片、进气机匣、燃烧室筒体以及其他一些需要在高温条件下服役的管路中。
目前，关于高温钛合金的研究主要集中在棒材、板材及锻件的研制，对于该类型钛合金带材的轧制鲜见报道。传统技术生产钛合金带材的材质主要集中在纯钛、TC4钛合金等塑韧性较好的合金牌号。然而，常规钛合金带材的生产工艺并不能适用于塑韧性差的近α型高温钛合金带材的生产。
因此，亟需开发一种适用于近α型高温钛合金带材的制备工艺，以填补该类型钛合金带材制备工艺的空白。
发明内容
基于此，有必要针对常规的钛合金带材制备工艺不能适用于近α型高温钛合金带材生产的问题，提供一种近α型高温钛合金带材及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种近α型高温钛合金带材的制备方法，包括如下步骤：
S1：将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，得到厚度为150mm～200mm的板坯，板坯晶粒尺寸为2μm～3μm；
S2：将所述板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃进行第一多道次热轧，所述第一多道次热轧中每道次的变形量为25％～30％，所述第一多道次热轧的累计变形量≥60％，所述第一多道次热轧控制在单相区轧制，得到厚度为60mm～70mm的中间坯；
S3：将所述中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃进行第二多道次热轧，所述第二多道次热轧中每道次的变形量为25％～40％，所述第二多道次热轧的终轧温度≥700℃，所述第二多道次热轧控制在双相区轧制，得到厚度为1mm～3mm的热轧带；
S4：将所述热轧带进行再结晶退火，然后进行去应力退火，得到退火后的钛合金带；
S5：将所述退火后的钛合金带进行多次冷轧，多次冷轧中每道次的变形量为8％～15％，每次冷轧后将钛合金带进行退火，得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带。
在其中一些实施例中，所述S5中，所述将所述退火后的钛合金带进行多次冷轧，包括如下步骤：
当钛合金带的厚度为1mm以上时，每道次冷轧的变形量为10％～15％；当钛合金带的厚度低于1mm时，每道次冷轧的变形量为8％～12％。
在其中一些实施例中，所述S1中，所述将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，包括如下步骤：
将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造；
然后在近α型高温钛合金β转变温度以上30℃～50℃进行多火次镦拔，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；
然后在近α型高温钛合金β转变温度以下-50℃～-20℃进行多火次镦拔，镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％。
在其中一些实施例中，所述将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，包括如下步骤：
将近α型高温钛合金铸锭加热至1120℃～1140℃，进行两次镦粗和三次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～550％，得到钛合金坯料；
然后将坯料加热至1080℃～1100℃，进行两次镦粗和两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～500％；
再将坯料加热至1050℃～1070℃，进行两次镦粗和两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为200％～500％。
在其中一些实施例中，所述S2中，所述第一多道次热轧包括开坯轧制和开坯轧制之后的多道次换向热轧，所述开坯轧制的轧制方向为近α型高温钛合金铸锭轴向，所述多道次换向热轧中保证坯料的长度方向为铸锭轴向。
在其中一些实施例中，所述S4中，所述再结晶退火的温度为800℃～900℃，保温时间为2h～6h。
在其中一些实施例中，所述S4中，所述去应力退火的温度为600℃～800℃，保温时间为30min～60min。
在其中一些实施例中，所述S4中，在所述再结晶退火处理之后，所述去应力退火处理之前，所述制备方法还包括如下步骤：
对经过再结晶退火处理之后的钛合金带进行抛丸和酸洗处理。
在其中一些实施例中，所述S5中，所述每次冷轧后将钛合金带进行退火的温度为600℃～800℃，保温时间为10min～15min。
在其中一些实施例中，所述S2中，将所述板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃，然后进行保温，再进行第一多道次热轧，保温时间为1.5min×Lmm，其中L为所述板坯的厚度。
在其中一些实施例中，所述S3中，将所述中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃，然后保温90min～180min，再进行所述第二多道次热轧。
在其中一些实施例中，所述S5中，得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带之后，所述制备方法还包括：
将厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带进行脱脂，然后在800℃～900℃下保温10h～20h进行真空退火处理。
根据本发明的另一方面，提供了一种近α型高温钛合金带材，该近α型高温钛合金带材由本发明上述的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的制备方法先对近α型高温钛合金铸锭进行锻造，使高温钛合金的晶粒尺寸尽量细化和均匀化，得到一定厚度和晶粒尺寸的板坯；然后将板坯在β转变温度以上进行多道次热轧，并控制变形量；再将中间坯在β转变温度以下进行多道次热轧，并控制变形量；经过再结晶退火和去应力退火；再进行多次冷轧和退火，并控制每道次冷轧变形量，最终得到钛合金带材。其中，热轧工序的变形量大于冷轧工序变形量，材料的变形主要集中在热轧工序，获得尽可能薄的热轧带。通过该制备方法中各步骤相结合，有效地解决了高温钛合金变形难以及带材易开裂的问题。
此外，本发明的制备方法钛合金带材的厚度精确可控，生产效率较高，生产成本较低，可以实现大规模工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
传统的钛合金冷轧带材的生产工艺流程为：热轧带卷-半成品退火-酸洗-冷轧-中间退火-二次冷轧-再结晶退火-精整-冷轧带卷。这种传统的钛合金带材生产工艺主要适用于纯钛、TC4钛合金等塑韧性较好的合金牌号，并不适用于塑韧性差的近α型高温钛合金的生产。
研究发现，其主要原因在于，近α型高温钛合金为密排六方结构，滑移系较少，塑韧性较差，变形困难且变形过程中容易产生开裂，并且在冷轧过程中变形抗力较大，需要的加工工序多，导致生产周期长、生产成本较高。
为了解决上述问题，本发明的一种实施方式提供了一种近α型高温钛合金带材的制备方法，包括如下步骤S1至步骤S5：
步骤S1：将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，得到厚度为150mm～200mm的板坯，并且使所得板坯中晶粒的尺寸为2μm～3μm。
本发明首先对近α型高温钛合金铸锭进行锻造，在锻造变形过程中对钛合金中的晶粒尺寸进行优化，获得更加细小均匀的晶粒，从而提高近α型高温钛合金的塑韧性，使其在后续加工工程中更易于变形。
通过研究发现，将近α型高温钛合金铸锭锻造成厚度为150mm～200mm的板坯，使板坯中晶粒的尺寸为2μm～3μm时，可使钛合金具有足够的塑韧性，通过本发明后续的加工工艺能够得到表面质量良好的钛合金带材。
在其中一些实施方式中，步骤S1中，将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，包括如下步骤S11至步骤S13：
步骤S11：先将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，将近α型高温钛合金铸锭加工成具有一定规格的坯料；
步骤S12：然后在近α型高温钛合金β转变温度(Tβ)以上30℃～50℃(即Tβ+30℃～Tβ+50℃)，对开坯锻造后的坯料进行多火次镦拔，控制镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；
步骤S13：然后在近α型高温钛合金β转变温度以下-50℃～-20℃(即Tβ-50℃～Tβ-20℃)进行多火次镦拔，控制镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％；最终得到厚度为150mm～200mm、晶粒尺寸为2μm～3μm的板坯。
本发明先对近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，得到具有一个规格的钛合金坯料；然后对开坯锻造后的钛合金坯料先在β转变温度以上30℃～50℃进行多火次镦拔，并控制镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；然后在β转变温度以下-50℃～-20℃进行多火次镦拔，并控制镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％；通过采用上述锻造方式，可使钛合金板坯中的铸态组织得到充分的破碎，将板坯晶粒尺寸细化至2μm～3μm，且避免了铸态组织的单方向拉长，有利于消除板坯的各向异性。
在其中一个具体示例中，步骤S11中，将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，包括如下步骤S111至步骤S113：
步骤S111：先将近α型高温钛合金铸锭加热至1120℃～1140℃，进行一火次两次镦粗和三次拔长，控制镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～550％，得到钛合金坯料；
步骤S112：将步骤S111得到的钛合金坯料加热至1080℃～1100℃，进行一火次两次镦粗和两次拔长，控制镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～500％；
步骤S113：再将步骤S112得到的钛合金坯料加热至1050℃～1070℃，进行一火次两次镦粗和两次拔长，控制镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为200％～500％，得到具有一定规格的开坯锻造后的坯料。
通过上述方法对近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，可以使钛合金铸锭内的铸态组织得到有效地破碎和细化，得到具有一定规格和性能的开坯锻造坯料。该开坯锻造工艺与步骤S12中β转变温度以上多火次镦拔以及步骤S13中β转变温度以下多火次镦拔相结合，可以得到合适厚度和晶粒尺寸的钛合金板坯。
步骤S2：将板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃进行第一多道次热轧，第一多道次热轧中每道次的变形量为25％～30％，第一多道次热轧的累计变形量≥60％，第一多道次热轧控制在单相区轧制，得到厚度为60mm～70mm的中间坯。
在对近α型高温钛合金铸锭进行锻造得到厚度为150mm～200mm，晶粒尺寸为2mm～3mm的钛合金板坯之后，本发明进一步将板坯加热到该钛合金β转变温度以上150℃～170℃(即Tβ+150℃～Tβ+170℃)，进行多道次热轧，控制每道次热轧的变形量为25％～30％之间，且多道次热轧的累计变形量≥60％，多道次热轧控制在单相区(即β相区)内进行轧制，得到具有一定厚度的中间坯。
如此，将钛合金板坯在β转变温度以上150℃～170℃进行多道次热轧，可以降低板坯的轧制抗力，实现较大的变形量(每道次变形量为25％～30％，累计变形量≥60％)，从而使板坯内的晶界充分破碎，使晶粒组织更加优化。
进一步地，在上述步骤S2中，第一多道次热轧包括开坯轧制和开坯轧制之后的多道次换向热轧。其中，开坯轧制的轧制方向为近α型高温钛合金铸锭的轴向，然后进行多道次换向热轧，多道次换向热轧中保证坯料的长度方向为原始铸锭的轴向。
通过上述方式，在高温钛合金β转变温度以上进行换向轧制，可以有效地降低钛合金板坯中晶粒再结晶后的方向性和不均匀性，进一步消除板坯的各向异性。
在其中一些实施方式中，步骤S2中，将板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃后，进行保温一段时间，然后再进行多道次热轧。其中，保温时间为1.5min×L mm，其中L为板坯的厚度。通过对板坯加热后进行保温，可使板坯各部分温度均衡，细化组织，提高塑性，进一步提高板坯轧制效果。
可以理解，上述的保温时间是与板坯的厚度相关联的工艺参数，当钛合金板坯的厚度较大时，相应的保温时间也更长；当钛合金板坯的厚度较小时，则保温时间更短。
具体来说，第一多道次热轧的具体轧制道次，可以根据需要得到的中间坯的厚度以及每道次变形量进行确定，通常可以为3～5道次轧制。例如，当中间坯的厚度为60mm时，经4道次轧制，每道次变形量分别控制为27％、27％、25％、25％，即可得到所需厚度的中间坯。
步骤S3：将步骤S2所得中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃(即Tβ-50℃～Tβ-20℃)，进行第二多道次热轧，第二多道次热轧中每道次的变形量控制在25％～40％，第二多道次热轧的终轧温度控制在≥700℃，且多道次热轧控制在双相区(即α+β相区)轧制，得到厚度为1mm～3mm的热轧带。
本发明在步骤S2中将板坯在β转变温度以上进行多道次热轧之后，再将中间坯在β转变温度以下20℃～50℃，在双相区进行多道次热轧，且控制每道次变形量为25％～40％，终轧温度≥700℃，得到所需厚度的热轧带；通过β转变温度以上单相区的第一多道次热轧和β转变温度以下双相区的第二多道次热轧相结合的热轧制方式，能够在较高的温度下变形，降低轧制抗力，实现大的变形量，使晶界充分破碎，优化组织；同时也可避免板坯的不均匀变形，并提高生产效率，还能为后续的冷轧工艺提供更薄规格的中间带坯。
进一步地，在其中一些实施方式中，步骤S3中，将中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃，然后保温90min～180min，再进行第二多道次热轧。如此，可使中间坯各部分的温度更加均匀，细化组织，提高塑性，进一步提高钛合金板料第二多道次热轧后的轧制效果。
具体地，第二多道次热轧的道次数，可以根据最终形成的热轧带的厚度以及每道次热轧的变形量来具体确定。例如，可以是7～9道次热轧。并且，还可以将热轧后的钛合金热轧带进行卷取形成热轧带卷，其中，卷取温度>500℃。
步骤S4：将热轧带进行再结晶退火，然后进行去应力退火，得到退火后的钛合金带。
本发明中，通过对经过第二多道次热轧后形成的钛合金热轧带，进一步进行再结晶退火，能够有效地细化热轧带的晶粒，降低钛合金热轧带的材料硬度，提高其塑性，从而防止后续轧制时出现开裂的情况。在再结晶退火之后，再对热轧带进行去应力退火，可以保证后续冷轧过程的轧制稳定性。
在其中一些实施方式中，步骤S4中，将经过第二多道次热轧后的钛合金热轧带加热至800℃～900℃，且保温2h～6h，进行再结晶退火。具体地，退火温度可以是800℃、820℃、850℃、900℃等具体值，保温时间可以是2h、2.5h、4h、5h、6h等具体值。在此退火温度和保温时间范围内，可以获得良好的再结晶退火效果，有效降低材料硬度、提高其塑性。
在其中一些实施方式中，步骤S4中，将再结晶退火后的钛合金带材加热至600℃～800℃，并且保温30min～60min，进行去应力退火。具体地，去应力退火的温度可以是600℃、650℃、750℃、800℃等具体值，保温时间可以是30min、45min、50min、60min等具体值。在此退火温度和保温时间条件下，可以获得良好的去应力退火效果，消除钛合金带材的内应力，提高后续冷轧过程的轧制稳定性。
进一步地，在其中一些实施方式中，步骤S4中，在进行再结晶退火处理之后；还对钛合金带材进行抛丸和酸洗处理，得到酸洗带材；然后再将酸洗带材进行去应力退火处理。通过对钛合金带材进行抛丸和酸洗处理，可以清除钛合金带材表面的氧化物和污物，并使钛合金带材表面由拉应力状态变为压应力状态，从而进一步避免钛合金带材在后续轧制过程中出现开裂的情况。
可理解，抛丸和酸洗的具体操作方法可采用本领域中常规的处理方式。
步骤S5：将经过去应力退火后的钛合金带材进行多次冷轧，每次冷轧包括多个道次轧制，并且控制多次冷轧中每道次的变形量为8％～15％，每次冷轧后将钛合金带进行退火，从而得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带。
本发明中，将去应力退火后的钛合金带材进行多次的冷轧，并且控制每道次冷轧的变形量为8％～15％。该变形量相对于第一多道次热轧和第二多道次热轧中的变形量较小，能够避免带材开裂现象的产生；同时，可以减小带材的变形储能，避免在冷轧退火后出现晶粒长大、导致带材强度降低的问题。
具体地，在其中一些实施例中，在步骤S5中，将经过去应力退火后的钛合金带材进行多次冷轧的具体轧制方式如下：当钛合金带材的厚度为1mm以上时，控制每道次冷轧的变形量为10％～15％；而当钛合金带材的厚度低于1mm时，则控制每道次冷轧的变形量为8％～12％。采用这种多次冷轧的轧制方式，在钛合金带材的厚度更薄时，适当地减小每道次冷轧的变形量，可以更好地避免带材出现开裂现象，减小带材变形储能。
在其中一些具体示例中，步骤S5中，将每次冷轧后的钛合金带材加热至600℃～800℃，并且保温10min～15min，进行冷轧后退火。如此，可以有效地消除冷轧后的钛合金带材的内应力。具体地，冷轧退火的退火温度可以是600℃、650℃、700℃、750℃、800℃等具体值，保温时间可以是10min、12min、15min等具体值。
进一步地，在其中一些实施方式中，将冷轧后的钛合金带进行退火，得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带之后，将钛合金带材在电解脱脂机组上进行脱脂处理；然后在800℃～900℃条件下，保温10h～20h，进行真空退火处理；最后将钛合金带材进行拉平矫直，并将其卷绕成卷，从而获得成品近α型高温钛合金带卷。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
选取TA15钛合金铸锭作为钛合金带材的轧制原料，其主要化学成分见表1。该TA15钛合金的β转变温度Tβ为980℃。
表1 TA15钛合金铸锭的主要化学成分(质量百分比％)
Al Mo V Zr Si Ti
5.7～7.1 0.5～2.0 0.8～2.5 1.5～2.5 ≤0.15 余量
第一步、锻造
将TA15钛合金铸锭先进行开坯锻造，开坯锻造温度为1120℃，进行一火次两次镦粗三次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～550％；然后将坯料加热至1080℃进行一火次两次镦粗两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～500％；再将坯料加热至1050℃进行一火次两次镦粗两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为200％～500％。
在钛合金β转变温度(Tβ)以上进行多火次镦粗和拔长，加热温度为1010℃，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；然后在钛合金β转变温度以下进行多火次镦粗和拔长，加热温度为960℃，镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％；最终获得150mm厚的钛合金板坯。
第二步、第一多道次热轧
将第一步获得的150mm厚的板坯加热到1150℃，进行开坯轧制，开坯轧制方向为原始铸锭轴向，然后进行多道次换向轧制，并且保证板坯的长度方向为原始铸锭的轴向。开轧温度为1120℃，将板坯轧制成60mm厚的中间坯。开坯轧制共4个道次，每道次变形量分别为：27％、27％、25％、25％。整个轧制过程控制在β转变温度以上(即控制在β单相区轧制)。
第三步、第二多道次热轧
将经过第二步处理后的板坯置于电炉后加热，加热温度为950℃，保温时间为90min～120min。出炉后送入四辊可逆式轧机中进行多道次轧制，终轧温度为700℃，每道次轧制变形量为25％～40％。经过9道次轧制后，获得1.5mm厚的热轧带卷。
第四步、再结晶退火
将经过第三步处理后的热轧带卷进行退火，退火温度为850℃，保温时间为4h，获得退火态热轧带卷。
第五步、表面处理
将经过第四步处理后的退火态热轧带卷进行抛丸和酸洗处理，获得酸洗带卷。
第六步、去应力退火
将经过酸洗处理后的酸洗带卷进行去应力退火，退火温度为650℃，保温时间为60min。
第七步、冷轧及退火
将经过步骤六处理后的带卷进行4次冷轧及4次退火，获得0.4mm厚的带卷。每次冷轧需进行3道次轧制。其中，当带卷厚度为1mm以上时，每道次冷轧的变形量为10％～15％；而当带卷厚度为1mm以下时，每道次冷轧的变形量为8％～12％；每一次冷轧完成后，对带材进行在线连续退火处理，每次的退火温度为650℃，保温时间为15min。
第八步、脱脂
将经过第七步处理后的带卷经电解脱脂机组进行脱脂处理。
第九步、真空退火
将经过第八步处理后的带材进行真空退火处理，退火温度为850℃，保温时间为12h。
第十步、矫直处理
将经过第十步处理后的带卷进行拉平矫直，并将其卷绕成卷，获得成品近α型高温钛合金冷轧带卷。
实施例2：
选取TA12A钛合金铸锭作为钛合金带材的轧制原料，其主要化学成分见表2。该TA12A钛合金的β转变温度Tβ为1010℃。
表2 TA12A钛合金铸锭的主要化学成分(质量百分比％)
Al Zr Sn Nb Mo Si Ta Ti
标准 5.2～5.8 2.5～3.5 3.0～4.0 0.2～0.7 0.2～1.0 0.2～0.5 0.2～0.7 余量
第一步、锻造
将TA12A钛合金铸锭先进行开坯锻造，开坯锻造温度为1120℃，进行一火次两次镦粗三次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～550％；然后将坯料加热至1080℃进行一火次两次镦粗两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～500％；再将坯料加热至1050℃进行一火次两次镦粗两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为200％～500％。
在钛合金β转变温度(Tβ)以上进行多火次镦粗和拔长，加热温度为1040℃，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；然后在钛合金β转变温度以下进行多火次镦粗和拔长，加热温度为970℃，镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％；最终获得200mm厚的钛合金板坯。
第二步、第一多道次热轧
将第一步获得的200mm厚的板坯加热到1160℃，进行开坯轧制，开坯轧制方向为原始铸锭轴向，然后进行多道次换向轧制，并且保证板坯的长度方向为原始铸锭的轴向。开轧温度为1120℃，将板坯轧制成63mm厚的中间坯。开坯轧制共4个道次，每道次变形量均为25％。整个轧制过程控制在β转变温度以上(即控制在β单相区轧制)。
第三步、第二多道次热轧
将经过第二步处理后的板坯置于电炉后加热，加热温度为980℃，保温时间为120min～150min。出炉后送入四辊可逆式轧机中进行多道次轧制，终轧温度为700℃，每道次轧制变形量为25％～40％。经过9道次轧制后，获得1.8mm厚的热轧带卷。
第四步、再结晶退火
将经过第三步处理后的热轧带卷进行退火，退火温度为900℃，保温时间为4h，获得退火态热轧带卷。
第五步、表面处理
将经过第四步处理后的退火态热轧带卷进行抛丸和酸洗处理，获得酸洗带卷。
第六步、去应力退火
将经过酸洗处理后的酸洗带卷进行去应力退火，退火温度为680℃，保温时间为60min。
第七步、冷轧及退火
将经过步骤六处理后的带卷进行5次冷轧及5次退火，获得0.5mm厚的带卷。每次冷轧需进行2道次轧制，其中，当带卷厚度为1mm以上时，每道次冷轧的变形量为10％～15％；而当带卷厚度为1mm以下时，每道次冷轧的变形量为8％～12％；每一次冷轧完成后，对带材进行在线连续退火处理，每次的退火温度为650℃，保温时间为15min。
第八步、脱脂
将经过第七步处理后的带卷经电解脱脂机组进行脱脂处理。
第九步、真空退火
将经过第八步处理后的带材进行真空退火处理，退火温度为850℃，保温时间为12h。
第十步、矫直处理
将经过第十步处理后的带卷进行拉平矫直，并将其卷绕成卷，获得成品近α型高温钛合金冷轧带卷。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，得到厚度为150mm～200mm的板坯，板坯晶粒尺寸为2μm～3μm；
S2：将所述板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃进行第一多道次热轧，所述第一多道次热轧中每道次的变形量为25％～30％，所述第一多道次热轧的累计变形量≥60％，所述第一多道次热轧控制在单相区轧制，得到厚度为60mm～70mm的中间坯；
S3：将所述中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃进行第二多道次热轧，所述第二多道次热轧中每道次的变形量为25％～40％，所述第二多道次热轧的终轧温度≥700℃，所述第二多道次热轧控制在双相区轧制，得到厚度为1mm～3mm的热轧带；
S4：将所述热轧带进行再结晶退火，然后进行去应力退火，得到退火后的钛合金带；
S5：将所述退火后的钛合金带进行多次冷轧，多次冷轧中每道次的变形量为8％～15％，每次冷轧后将钛合金带进行退火，得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带；
所述S5中，所述将所述退火后的钛合金带进行多次冷轧，包括如下步骤：
当钛合金带的厚度为1mm以上时，每道次冷轧的变形量为10％～15％；当钛合金带的厚度低于1mm时，每道次冷轧的变形量为8％～12％；
所述S1中，所述将近α型高温钛合金铸锭进行锻造，包括如下步骤：
将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造；
然后在近α型高温钛合金β转变温度以上30℃～50℃进行多火次镦拔，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为180％～550％；
然后在近α型高温钛合金β转变温度以下-50℃～-20℃进行多火次镦拔，镦粗变形量为38％～43％，拔长变形量为180％～500％；
所述将近α型高温钛合金铸锭进行开坯锻造，包括如下步骤：
将近α型高温钛合金铸锭加热至1120℃～1140℃，进行两次镦粗和三次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～550％，得到钛合金坯料；
然后将坯料加热至1080℃～1100℃，进行两次镦粗和两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为220％～500％；
再将坯料加热至1050℃～1070℃，进行两次镦粗和两次拔长，镦粗变形量为40％～45％，拔长变形量为200％～500％。
2.根据权利要求1所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述第一多道次热轧包括开坯轧制和开坯轧制之后的多道次换向热轧，所述开坯轧制的轧制方向为近α型高温钛合金铸锭轴向，所述多道次换向热轧中保证坯料的长度方向为铸锭轴向。
3.根据权利要求1所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S4中，所述再结晶退火的温度为800℃～900℃，再结晶退火的保温时间为2h～6h。
4.根据权利要求1所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S4中，所述去应力退火的温度为600℃～800℃，去应力退火的保温时间为30min～60min。
5.根据权利要求1所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S5中，所述每次冷轧后将钛合金带进行退火的温度为600℃～800℃，退火的保温时间为10min～15min。
6.根据权利要求1所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S4中，在所述再结晶退火处理之后，所述去应力退火处理之前，所述制备方法还包括如下步骤：
对经过再结晶退火处理之后的钛合金带进行抛丸和酸洗处理。
7.根据权利要求1至6任一项所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S2中，将所述板坯加热至β转变温度以上150℃～170℃，然后进行保温，再进行第一多道次热轧，保温时间为1.5min×L mm，其中L为所述板坯的厚度。
8.根据权利要求1至6任一项所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S3中，将所述中间坯加热至β转变温度以下20℃～50℃，然后保温90min～180min，再进行所述第二多道次热轧。
9.根据权利要求1至6任一项所述的近α型高温钛合金带材的制备方法，其特征在于，所述S5中，得到厚度为0.3mm～0.5mm的钛合金带之后，所述制备方法还包括：
将0.3mm～0.5mm的钛合金带进行脱脂，然后在800℃～900℃下保温10h～20h进行真空退火处理。
10.一种近α型高温钛合金带材，其特征在于，所述近α型高温钛合金带材由权利要求1至9任一项所述的制备方法制备得到。
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