CN114453451B - 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：
⑴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；
⑵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，去除表面裂纹缺陷；
⑶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；
⑷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，去除表面裂纹缺陷；
⑸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；
⑹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，去除表面裂纹缺陷；
⑺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；
⑻退火：成品板进行辊底炉退火，退火温度900℃，保温时间40min～60min；
⑼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；
⑽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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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 王媛 ; 董健 ; 关玉龙 ; 虞忠良 ; .TC25合金板材的热处理工艺.金属热处理.2016,(01),94-96. * |
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