CN114453451A - 一种焊接试片用tc25合金板材的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种焊接试片用TC25钛合金板材的轧制方法,目的是实现板材均匀变形,表面无裂纹,力学性能满足行业标准中棒材室温力学性能指标。板坯一次轧制加热温度为Tβ以下30℃~50℃(Tβ为铸锭相变点),轧制道次压下量为7mm~10mm,轧程变形量为40%~55%,有利于二次、三次降温轧制变形,改善表面质量;四次轧制加热温度为Tβ以下90℃~110℃,道次压下量为0.3mm~0.5mm,轧程变形量为20%~30%,低温小变形轧制既能矫正板形,又能保证表面质量。本发明具有下列优点:轧制不需要特殊设备,其工艺简单,适用于规模化工业生产;生产的合金板材室温抗拉强度(Rm)不小于980MPa,伸长率(%)不小于10,硬度(HBW):3.2~3.7。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金板材制造方法,具体涉及一种焊接试片用TC25钛合金板材的轧制方法。
背景技术
TC25钛合金是一种综合性能优良的Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si合金系α+β型热强钛合金,此合金中添加了W和Sn,提高了钛合金的热强性和耐热性,因而也提高了合金的工作寿命。该合金适合在500℃~550℃下长时间工作,其中在500℃以下工作时间可达6000h,在550℃达3000h,是制造航空发动机部件的理想材料,可加工成锻件、模锻件、棒材和其它形状的产品。目前,国内该合金的产品主要以饼、环材居多,尚未有焊接试片用板材研制的先例。俄罗斯研制的相同合金系的BT25合金产品也主要是棒材、饼和环材,关于板材仅通过文献资料了解到厚度10mm板材室温力学性能数据,未见工艺及应用方面的报道。本发明针对航空领域对焊接试片用TC25钛合金板材的应用需求,开展了厚度4.5mm~6.0mm板材轧制技术研究,实现了焊接试片用TC25钛合金板材的工业化生产,满足我国航空领域发展的需要。
发明内容
本发明公开一种焊接试片用TC25钛合金板材的轧制方法,目的是实现板材均匀变形,表面无裂纹,力学性能满足行业标准中棒材室温力学性能指标。
具体工艺方案:
(1)一次轧制:板坯一次轧制加热温度为Tβ以下30℃~50℃(Tβ为铸锭相变点),加热时间为1.5min/mm~2min/mm,轧制道次压下量为7mm~10mm,轧程变形量为40%~55%,终轧温度不低于800℃,得到一次轧制坯。
(2)表面修磨:一次轧制坯碱、酸洗后,整面沿平行于一次轧制方向进行大研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(3)二次轧制:表面修磨后的一次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为Tβ以下50℃~70℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为3mm~6mm,轧程变形量为45%~75%,终轧温度不低于750℃,得到二次轧制坯。
(4)表面修磨:二次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于二次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(5)三次轧制:表面修磨后的二次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为Tβ以下70℃~90℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为1mm~2mm,轧程变形量为50%~65%,终轧温度不低于700℃,得到三次轧制坯。
(6)表面修磨:三次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于三次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(7)四次轧制:表面修磨后的三次轧制坯进行小变形单向延长轧制,即对板形进行矫正,加热温度为Tβ以下90℃~110℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为0.3mm~0.5mm,轧程变形量为20%~30%,终轧温度不低于650℃,得到成品板。
(8)退火:成品板进行辊底炉退火,退火温度900℃,保温时间40min~60min。
(9)热矫形:退火后的成品板采用电炉进行负重蠕变矫形,加热温度700℃,保温时间8h。
(10)精整:热矫形的成品板碱、酸洗后进行切边、表面检查,并清除表面缺陷,得到TC25合金板材。
本发明的发明点:
开创焊接试片用板材研制的先例。板坯一次轧制加热温度为Tβ以下30℃~50℃(Tβ为铸锭相变点),轧制道次压下量为7mm~10mm,轧程变形量为40%~55%,是为了进一步破碎板坯Tβ以上30℃~50℃开始锻造,Tβ以下30℃~50℃结束锻造所获得的较粗大网篮组织及晶界α相,使组织均匀化,提高坯料塑性,有利于二次、三次降温轧制变形,改善表面质量;四次轧制加热温度为Tβ以下90℃~110℃,道次压下量为0.3mm~0.5mm,轧程变形量为20%~30%,低温小变形轧制既能矫正板形,又能保证表面质量。
本发明具有下列优点:
轧制不需要特殊设备,其工艺简单,适用于规模化工业生产;生产的合金板材室温抗拉强度(Rm)不小于980MPa,伸长率(%)不小于10,硬度(HBW):3.2~3.7。
附图说明
图1是TC25合金厚度4.5mm板材表面状况;
图2是TC25合金厚度5.0mm板材表面状况;
图3是TC25合金厚度6.0mm板材表面状况。
具体实施方式
结合实施例和附图对本发明详细说明。
实施例1、实施例2和实施例3共同执行工艺:
(2)表面修磨:一次轧制坯碱、酸洗后,整面沿平行于一次轧制方向进行大研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(4)表面修磨:二次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于二次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(6)表面修磨:三次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于三次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷。
(9)热矫形:退火后的成品板采用电炉进行负重蠕变矫形,加热温度700℃,保温时间8h。
实施例1
(1)一次轧制:将厚度80mm板坯进行一次轧制,Tβ为1020℃,加热温度为990℃(Tβ以下30℃),加热时间为2min/mm,道次压下量为7mm,轧程变形量为44%,终轧温度815℃,得到厚度45mm的一次轧制坯。
(3)二次轧制:表面修磨后的一次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为960℃(Tβ以下60℃),加热时间为1.8min/mm,道次压下量为5.5mm,轧程变形量为73%,终轧温度758℃,得到厚度12mm的二次轧制坯。
(5)三次轧制:表面修磨后的二次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为940℃(Tβ以下80℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为1.2mm,轧程变形量为50%,终轧温度722℃,得到厚度6.0mm的三次轧制坯。
(7)四次轧制:表面修磨后的三次轧制坯进行小变形单向延长轧制,即对板形进行矫正,加热温度为920℃(Tβ以下100℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为0.3mm,轧程变形量为25%,终轧温度658℃,得到厚度4.5mm的成品板。
(8)退火:成品板进行辊底炉退火,退火温度900℃,保温时间40min。
(10)精整:热矫形的成品板碱、酸洗后进行切边、表面检查,并清除表面缺陷,得到TC25合金厚度4.5mm板材。
TC25合金板材的表面及室温力学性能如图1、表1所示。
表1
实施例2
(1)一次轧制:将厚度75mm板坯进行一次轧制,Tβ为1010℃,加热温度为980℃(Tβ以下30℃),加热时间为1.8min/mm,道次压下量为9.2mm,轧程变形量为49%,终轧温度819℃,得到厚度38mm的一次轧制坯。
(3)二次轧制:表面修磨后的一次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为960℃(Tβ以下50℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为3.7mm,轧程变形量为49%,终轧温度765℃,得到厚度19.5mm的二次轧制坯。
(5)三次轧制:表面修磨后的二次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为940℃(Tβ以下70℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为1.8mm,轧程变形量为65%,终轧温度714℃,得到厚度6.8mm的三次轧制坯。
(7)四次轧制:表面修磨后的三次轧制坯进行小变形单向延长轧制,即对板形进行矫正,加热温度为920℃(Tβ以下90℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为0.5mm,轧程变形量为26%,终轧温度662℃,得到厚度5.0mm的成品板。
(8)退火:成品板进行辊底炉退火,退火温度900℃,保温时间50min。
(10)精整:热矫形的成品板碱、酸洗后进行切边、表面检查,并清除表面缺陷,得到TC25合金厚度5.0mm板材。
TC25合金板材的表面及室温力学性能如图2、表2所示。
表2
实施例3
(1)一次轧制:将厚度85mm板坯进行一次轧制,Tβ为1030℃,加热温度为980℃(Tβ以下50℃),加热时间为1.8min/mm,道次压下量为9mm,轧程变形量为53%,终轧温度808℃,得到厚度40mm的一次轧制坯。
(3)二次轧制:表面修磨后的一次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为960℃(Tβ以下70℃),加热时间为1.6min/mm,道次压下量为5mm,轧程变形量为50%,终轧温度761℃,得到厚度20mm的二次轧制坯。
(5)三次轧制:表面修磨后的二次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为940℃(Tβ以下90℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为1.8mm,轧程变形量为62%,终轧温度711℃,得到厚度7.6mm的三次轧制坯。
(7)四次轧制:表面修磨后的三次轧制坯进行小变形单向延长轧制,即对板形进行矫正,加热温度为920℃(Tβ以下110℃),加热时间为1.5min/mm,道次压下量为0.3mm,轧程变形量为21%,终轧温度664℃,得到厚度6.0mm的成品板。
(8)退火:成品板进行辊底炉退火,退火温度900℃,保温时间60min。
(10)精整:热矫形的成品板碱、酸洗后进行切边、表面检查,并清除表面缺陷,得到TC25合金厚度6.0mm板材。
TC25合金板材的表面及室温力学性能如图3、表3所示。
表3
Claims (2)
1.一种焊接试片用TC25合金板材的轧制方法,其特征在于,所述轧制方法具体工艺:
(1)一次轧制:板坯一次轧制加热温度为Tβ以下30℃~50℃(Tβ为铸锭相变点),加热时间为1.5min/mm~2min/mm,轧制道次压下量为7mm~10mm,轧程变形量为40%~55%,终轧温度不低于800℃,得到一次轧制坯;
(2)表面修磨:一次轧制坯碱、酸洗后,整面沿平行于一次轧制方向进行大研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷;
(3)二次轧制:表面修磨后的一次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为Tβ以下50℃~70℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为3mm~6mm,轧程变形量为45%~75%,终轧温度不低于750℃,得到二次轧制坯;
(4)表面修磨:二次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于二次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷;
(5)三次轧制:表面修磨后的二次轧制坯进行单向延长轧制,加热温度为Tβ以下70℃~90℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为1mm~2mm,轧程变形量为50%~65%,终轧温度不低于700℃,得到三次轧制坯;
(6)表面修磨:三次轧制坯碱、酸洗后,沿平行于三次轧制方向进行局部小研磨修磨,去除表面裂纹等缺陷;
(7)四次轧制:表面修磨后的三次轧制坯进行小变形单向延长轧制,即对板形进行矫正,加热温度为Tβ以下90℃~110℃,加热时间为1.5min/mm~2min/mm,道次压下量为0.3mm~0.5mm,轧程变形量为20%~30%,终轧温度不低于650℃,得到成品板;
(8)退火:成品板进行辊底炉退火,退火温度900℃,保温时间40min~60min;
(9)热矫形:退火后的成品板采用电炉进行负重蠕变矫形,加热温度700℃,保温时间8h;
(10)精整:热矫形的成品板碱、酸洗后进行切边、表面检查,并清除表面缺陷,得到TC25合金板材。
2.根据权利要求1所述一种焊接试片用TC25合金板材的轧制方法,其特征在于,所述轧制方法具体工艺生产的合金板材室温抗拉强度不小于980MPa,伸长率不小于10%,硬度HBW:3.2~3.7。
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