CN114318031A - 一种4.5mm细晶板材的制备方法 - Google Patents

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原冬冬
李临生
周传花
王娟华
张招
张超
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Abstract

本发明公开了4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4‑5um的Ti‑6Al‑4V合金板材，具体包括以下步骤：步骤1，采用纯度较高的1级海绵钛炼Ti‑6Al‑4V铸锭；步骤2，将Ti‑6Al‑4V铸锭经过三墩三拔制成150mm厚度的Ti‑6Al‑4V板坯；步骤3，板坯轧制。步骤3包括以下步骤：步骤3.1选用的轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机；步骤3.2：对Ti‑6Al‑4V板坯进行开坯轧制；步骤3.3：对初级板材进行淬火处理；步骤3.4：对二级板材进行中间轧程(换向轧制)；形成二级板材；步骤3.5：对二级板材进行成品轧程；步骤3.6：之后对成品板材进行热处理；步骤3.7：对成品板材进行单片热处理。采用单片的生产方式，能够得到晶粒尺寸4‑5um细晶板材，满足特定用户的使用以及后续军工行业的应用需求。

Description

一种4.5mm细晶板材的制备方法
技术领域
本发明属于钛合金技术领域，具体涉及一种4.5mm细晶板材的制备方法。
背景技术
目前4.5mm厚Ti-6Al-4V合金度板材为普通方法制备，其晶粒尺寸在6-8um，满足不了制造特殊部件的要求。这就要求产品需要有更细小的晶粒尺寸。因此就需要一种特殊的生产方法，来获得晶粒尺寸能够满足要求的板材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种4.5mm细晶板材的制备方法,通过换向轧制使板材组织趋于等轴化，从而使成品板材的纵横向性能差异减小,通过低温轧制的方式，使晶粒尺寸细化，从而得到晶粒尺寸4-5um显微组织。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材,具体包括以下步骤：
步骤1，采用I级海绵钛熔炼Ti-6Al-4V铸锭；
步骤2，将Ti-6Al-4V铸锭经过三墩三拔制成150mm厚度的Ti-6Al-4V板坯；
步骤3，板坯轧制。
优选的，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1选用的轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机；
步骤3.2：对Ti-6Al-4V板坯进行开坯轧制，加热温度为960℃，保温时间为180分钟；轧制厚度为20mm，形成初级板材；
步骤3.3：对初级板材进行淬火处理，加热的温度为1040℃，保温时间为30分钟；
步骤3.4：对二级板材进一步进行中间轧程(换向轧制)，加热温度为800℃，保温时间为20分钟，轧制厚度10mm；形成二级板材；
步骤3.5：对二级板材进行成品轧程，加热温度为800℃，保温时间为10分钟，轧制厚度为4.5mm；形成成品板材；
步骤3.6：之后对成品板材进行热处理，加热温度为770℃，保温时间为30分钟；
步骤3.7：对成品板材进行单片热处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的4.5mm细晶板材的制备方法，采用单片的生产方式，可以减少生产成本，提高生产效率。同时能够得到晶粒尺寸4-5um细晶板材，满足特定用户的使用以及后续军工行业的应用需求。
具体实施方式
下面将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。
本发明提供一种技术方案：一种4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材,具体包括以下步骤：
步骤1，采用纯度较高的1级海绵钛熔炼Ti-6Al-4V铸锭；
步骤2，将Ti-6Al-4V铸锭经过三墩三拔制成150mm厚度的Ti-6Al-4V板坯；
步骤3，板坯轧制。
进一步地，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1选用的轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机；
步骤3.2：对Ti-6Al-4V板坯进行开坯轧制，加热温度为960℃，保温时间为180分钟；轧制厚度为20mm，形成初级板材；
步骤3.3：对初级板材进行淬火处理，加热的温度为1040℃，保温时间为30分钟；
步骤3.4：对二级板材进一步进行中间轧程(换向轧制)，加热温度为800℃，保温时间为20分钟，轧制厚度10mm；形成二级板材；
步骤3.5：对二级板材进行成品轧程，加热温度为800℃，保温时间为10分钟，轧制厚度为4.5mm；形成成品板材；
步骤3.6：之后对成品板材进行热处理，加热温度为770℃，保温时间为30分钟；
步骤3.7：对成品板材进行单片热处理。
实施例1
一种4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材。它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用(1级海绵钛)，通过真空自耗熔炼炉，制备中Ti-6Al-4V铸锭。
步骤二：将Ti-6Al-4V铸锭，在3150T锻造机上经过三墩三拔加工，制成150mm厚度的Ti-6Al-4V板坯。
步骤三：板坯轧制
采用热轧方式轧制步骤二中的Ti-6Al-4V板坯。其工艺条件如下：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
开坯轧制
加热温度为960℃
保温时间为180ˊ
轧制厚度为20mm
淬火工艺条件如下：
加热温度为1040℃
保温时间为30ˊ
中间厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为20ˊ
轧制厚度为10mm(换向轧制)
成品厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为10ˊ
轧制厚度为4.5mm
热处理工艺：
加热温度为770℃
保温时间为30ˊ
热处理方式：单片
通过上述生产方式生产的4.5mm板材，其组织为等轴组织，晶粒尺寸为4.0-4.5um，其综合性能良好。
实施例2
一种4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材。它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用(1级海绵钛)，通过真空自耗熔炼炉，制备中Ti-6Al-4V铸锭。
步骤二：将Ti-6Al-4V铸锭，在3150T锻造机上经过三墩三拔加工，制成148mm厚度的Ti-6Al-4V板坯。
步骤三：板坯轧制
采用热轧方式轧制步骤二中的Ti-6Al-4V板坯。其工艺条件如下：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
开坯轧制
加热温度为955℃
保温时间为178ˊ
轧制厚度为18mm
淬火工艺条件如下：
加热温度为1040℃
保温时间为27ˊ
中间厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为18ˊ
轧制厚度为10mm(换向轧制)
成品厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为10ˊ
轧制厚度为4.5mm
热处理工艺：
加热温度为770℃
保温时间为30ˊ
热处理方式：单片
通过上述生产方式生产的4.5mm板材，其组织为等轴组织，晶粒尺寸为4.0-4.5um，其综合性能良好。
实施例3
一种4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材。它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用(1级海绵钛)，通过真空自耗熔炼炉，制备中Ti-6Al-4V铸锭。
步骤二：将Ti-6Al-4V铸锭，在3150T锻造机上经过三墩三拔加工，制成152mm厚度的Ti-6Al-4V板坯。
步骤三：板坯轧制
采用热轧方式轧制步骤二中的Ti-6Al-4V板坯。其工艺条件下：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机开坯轧制
加热温度为970℃
保温时间为182ˊ
轧制厚度为20mm
淬火工艺条件如下：
加热温度为1040℃
保温时间为30ˊ
中间厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为20ˊ
轧制厚度为10mm(换向轧制)
成品厚度制备：
轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机
加热温度为800℃
保温时间为10ˊ
轧制厚度为4.5mm
热处理工艺：
加热温度为770℃
保温时间为30ˊ
热处理方式：单片
通过上述生产方式生产的4.5mm板材，其组织为等轴组织，晶粒尺寸为4.0-4.5um，其综合性能良好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种4.5mm细晶板材的制备方法，其特征在于，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4-5um的Ti-6Al-4V合金板材,具体包括以下步骤：
步骤1，采用I级海绵钛熔炼Ti-6Al-4V铸锭；
步骤2，将Ti-6Al-4V铸锭经过三墩三拔制成150mm厚度的Ti-6Al-4V板坯；
步骤3，板坯轧制。
2.根据权利要求1所述的一种4.5mm细晶板材的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1选用的轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机；
步骤3.2：对Ti-6Al-4V板坯进行开坯轧制，加热温度为960℃，保温时间为180分钟；轧制厚度为20mm，形成初级板材；
步骤3.3：对初级板材进行淬火处理，加热的温度为1040℃，保温时间为30分钟；
步骤3.4：对二级板材进一步进行中间轧程，换向轧制，加热温度为800℃，保温时间为20分钟，轧制厚度10mm；形成二级板材；
步骤3.5：对二级板材进行成品轧程，加热温度为800℃，保温时间为10分钟，轧制厚度为4.5mm；形成成品板材；
步骤3.6：之后对成品板材进行热处理，加热温度为770℃，保温时间为30分钟；
步骤3.7：对成品板材进行单片热处理。
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