JP3171053B2 - Hot rolling method of titanium slab - Google Patents

Hot rolling method of titanium slab

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JP3171053B2 JP11841195A JP11841195A JP3171053B2 JP 3171053 B2 JP3171053 B2 JP 3171053B2 JP 11841195 A JP11841195 A JP 11841195A JP 11841195 A JP11841195 A JP 11841195A JP 3171053 B2 JP3171053 B2 JP 3171053B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、純チタンまたはチタン
合金等のチタン材料の熱間圧延方法に関し、さらに詳し
くは、表面疵のない、表面性状に優れたチタン圧延材を
得ることが可能なチタンスラブの熱間圧延方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for hot rolling a titanium material such as pure titanium or a titanium alloy, and more particularly, to a rolled titanium material having no surface flaws and excellent surface properties. The present invention relates to a method for hot rolling a titanium slab.

【0002】本発明の方法で得られるチタン圧延材は、
熱間圧延のまま、またはさらに冷間圧延等の加工を施し
て、板材、棒材、管材などの化学工業用材料、原子力発
電設備の復水器用材などの工業用一般材料および時計の
側板、ゴルフクラブ用部材などの民生用材料等、広い用
途に利用できる。
[0002] The rolled titanium material obtained by the method of the present invention is:
As it is hot-rolled or subjected to further processing such as cold-rolling, materials for the chemical industry such as plates, bars and tubes, general industrial materials such as condensers for nuclear power plants, and side plates for watches, It can be used for a wide range of uses such as consumer materials such as golf club members.

【0003】[0003]

【従来の技術】工業的に使用されているチタンには、工
業用純チタン、α型、α+β型およびβ型のチタン合金
などある(以下、これらの純チタンおよびチタン合金を
総称してチタンと呼ぶことにする)。これらのチタンの
一般的な製造方法は、まず、純チタンの場合はスポンジ
状の金属チタンを固めて消耗式の電極として、また、チ
タン合金の場合は内部に合金材料を包み込んだスポンジ
状の金属チタンを固めて消耗式の電極として、真空下で
アーク溶解し、インゴットを作製する。次に、このイン
ゴットを分塊圧延または鍛造することにより、熱間圧延
用材料(以下、チタンスラブと記す)を製造する。この
チタンスラブの表面を機械加工し、分塊、圧延工程で発
生した表面疵の除去等の表面手入れを施した後、熱間圧
延することによって、板状、棒状等の熱間圧延材を得て
いる。
2. Description of the Related Art Industrially used titanium includes industrial pure titanium, α-type, α + β-type, and β-type titanium alloys (hereinafter, these pure titanium and titanium alloy are collectively referred to as titanium). I will call it). The general production method of these titanium is that, first, in the case of pure titanium, a sponge-like metal is solidified as a consumable electrode, and in the case of a titanium alloy, a sponge-like metal in which an alloy material is wrapped is used. Titanium is solidified to form a consumable electrode and melted in an arc under vacuum to produce an ingot. Next, a material for hot rolling (hereinafter, referred to as a titanium slab) is manufactured by slab-rolling or forging the ingot. The surface of this titanium slab is machined and subjected to baking, surface treatment such as removal of surface flaws generated in the rolling step, and then hot rolling, thereby obtaining a hot-rolled material such as a plate-shaped or rod-shaped material. ing.

【0004】チタンスラブの熱間圧延の際には、圧延材
の表面に疵が発生しやすい。この表面疵としては、圧
延前の加熱の際に発生するスケールに起因する疵、変
形能が低いために生じる疵、熱間圧延時に機械的な衝
撃(圧延材同士の接触等)によって生じる疵などがあ
る。これらの疵は圧延材から取り除く必要があるため、
歩留の低下、製造コストアップなどの問題が生じる。そ
のため、圧延時に生じる表面疵は、最少限に抑える対策
が講じられている。
[0004] During hot rolling of titanium slabs, the surface of the rolled material tends to have flaws. Examples of the surface flaw include a flaw caused by scale generated during heating before rolling, a flaw generated due to low deformability, and a flaw generated by a mechanical impact (such as contact between rolled materials) during hot rolling. There is. Since these flaws need to be removed from the rolled material,
Problems such as a decrease in yield and an increase in manufacturing cost occur. Therefore, measures have been taken to minimize surface flaws generated during rolling.

【0005】上記の疵の中では、の圧延前の加熱の際
に発生するスケールに起因する疵の防止が最も難しい問
題であり、いくつかの対策が採られている。例えば、特
公昭54−29458号公報には、圧延前の加熱温度を
所定の範囲とする方法、具体的には、700℃〜950
℃の範囲の温度でチタンスラブを加熱した後、圧延を行
う方法が開示されている。700℃以上とするのは、チ
タンスラブの圧延時の変形能を確保するためであり、9
50℃以下とするのは、加熱時にチタン材料が水素を吸
収するのを抑えることに加えて、加熱の際にチタンスラ
ブ表面にスケールが形成されるのを抑制して、圧延時の
スケールによる表面疵の発生を防止するためである。
[0005] Among the above-mentioned flaws, it is the most difficult problem to prevent flaws caused by scale generated during heating before rolling, and several measures have been taken. For example, Japanese Patent Publication No. 54-29458 discloses a method in which the heating temperature before rolling is set in a predetermined range, specifically, 700 ° C. to 950 ° C.
A method is disclosed in which a titanium slab is heated at a temperature in the range of ° C. and then rolled. The reason why the temperature is set to 700 ° C. or higher is to secure the deformability of the titanium slab during rolling.
The reason why the temperature is set to 50 ° C. or lower is that, in addition to suppressing the titanium material from absorbing hydrogen during heating, scale is prevented from being formed on the titanium slab surface during heating, and the surface by the scale during rolling is suppressed. This is to prevent generation of flaws.

【0006】この他、加熱の際のスケールの発生の抑制
方法としては、チタンスラブ表面にアルミニウム粉など
からなる酸化防止剤を塗布した後に加熱する方法が知ら
れている(例えば、新日鉄技報,第352号(199
4),P.50)。この方法は、特に、β相領域の高い
温度に加熱して変形抵抗の低い条件で圧延することを目
的とする場合には、有効な手段とされている。
In addition, as a method for suppressing the generation of scale during heating, there is known a method in which an antioxidant made of aluminum powder or the like is applied to the surface of a titanium slab and then heated (for example, Nippon Steel Technical Report, No. 352 (199
4), p. 50). This method is considered to be an effective means particularly when the purpose is to heat to a high temperature in the β-phase region and roll under low deformation resistance conditions.

【0007】チタン以外の金属材料の場合には、一般的
には、加熱時の酸化防止策として、非酸化性雰囲気また
は酸素ポテンシャルの低い酸化性雰囲気で加熱する方法
が採用される。しかし、チタンの場合には、非酸化性雰
囲気下で加熱すると、チタンが水素吸収を起こす。水素
の吸収は金属材料にとって致命的な材料欠陥となり、チ
タンも例外ではない。したがって、チタン材料を非酸化
性雰囲気で加熱する方法で、チタンスラブ加熱時の酸化
防止、すなわちスケールの発生を抑制する対策を採用す
ることはできない。
In the case of a metal material other than titanium, a method of heating in a non-oxidizing atmosphere or an oxidizing atmosphere having a low oxygen potential is generally employed as a measure for preventing oxidation during heating. However, in the case of titanium, when heated in a non-oxidizing atmosphere, titanium causes hydrogen absorption. Hydrogen absorption is a fatal material defect for metallic materials, and titanium is no exception. Therefore, it is not possible to employ a method of heating the titanium material in a non-oxidizing atmosphere to prevent oxidation during heating of the titanium slab, that is, to take measures to suppress the generation of scale.

【0008】このために、上述のように、加熱時のチタ
ンスラブの酸化防止策としては、酸化が比較的起こりに
くい温度範囲での加熱あるいは酸化防止剤の塗布といっ
た手段を採らざるを得ない。
For this reason, as described above, in order to prevent the titanium slab from being oxidized during heating, it is necessary to employ means such as heating in a temperature range where oxidation is relatively unlikely to occur or application of an antioxidant.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】チタンの結晶相は、室
温付近では稠密六方晶(HCP)構造を持つα相、高温
域では体心立方晶(BCC)構造を持つβ相である。加
熱していく過程で低温相のα相が消失してβ相に変態す
る。この温度をβトランザス(transus 、Tβと記す)
と称している。このβトランザスは、軟質の工業用チタ
ンの場合、900℃付近の温度である。チタンスラブを
βトランザス以上の温度に加熱して圧延する方法は、変
形抵抗が小さいので圧延が容易という利点があるが、チ
タンスラブ表面の酸化が激しいために、圧延後の材料表
面には著しい疵が残る。また、βトランザスより低い温
度、すなわちα相領域で加熱する方法は、チタンスラブ
表面での酸化が比較的に軽微なためスケール層の厚さが
薄い。しかし、スケール層と金属層との密着性が高く、
チタンスラブが加熱炉から取り出されて、圧延に至るま
での過程でスケールを完全に除去することが難しい。そ
のため、このチタンスラブを圧延すると、圧延用ロール
にスケールの焼き付きを生じ、この焼き付きによって圧
延後のチタン材料表面に疵が残るという問題がある。し
たがって、特公昭54−29458号公報の方法では、
チタンスラブの熱間圧延の際の表面疵の発生を十分に防
止することはできない。
The crystal phase of titanium is an α phase having a dense hexagonal (HCP) structure near room temperature, and a β phase having a body-centered cubic (BCC) structure at high temperatures. During the heating process, the low-temperature α phase disappears and transforms into the β phase. This temperature is referred to as β transus (transus, Tβ)
It is called. This β transus is a temperature around 900 ° C. in the case of soft industrial titanium. The method of rolling a titanium slab by heating it to a temperature equal to or higher than β transus has the advantage that rolling is easy because the deformation resistance is small.However, since the titanium slab surface is severely oxidized, the surface of the material after rolling is markedly damaged. Remains. In the method of heating at a temperature lower than that of β transus, that is, in the α phase region, the oxidation of the titanium slab surface is relatively small, and the thickness of the scale layer is small. However, the adhesion between the scale layer and the metal layer is high,
It is difficult to completely remove the scale in the process from the removal of the titanium slab from the heating furnace to the rolling. Therefore, when this titanium slab is rolled, there is a problem that scale seizure occurs on the rolling roll, and the seizure leaves a flaw on the surface of the titanium material after rolling. Therefore, according to the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-29458,
The generation of surface flaws during hot rolling of titanium slabs cannot be sufficiently prevented.

【0010】また、加熱前にチタンスラブに酸化防止剤
を塗布する方法は、生産性の低下、ランニングコストの
上昇といった問題の外、圧延中にチタンスラブから酸化
防止剤を完全に剥離させることが難しいため、スラブ表
面に残った酸化防止剤がロールに噛み込み、圧延材の表
面に押し込み疵が生じるという問題がある。
In addition, the method of applying an antioxidant to a titanium slab before heating not only has a problem such as a decrease in productivity and an increase in running cost, but also completely removes the antioxidant from the titanium slab during rolling. Since it is difficult, there is a problem that the antioxidant remaining on the surface of the slab bites into the rolls and indentation flaws occur on the surface of the rolled material.

【0011】本発明は上記の課題を解決することを目的
としてなされたものであって、表面疵のない、表面性状
に優れた圧延材を、生産性良く、簡素な工程で製造する
ことができるチタンスラブの熱間圧延方法を提供するこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can produce a rolled material having no surface flaws and excellent in surface properties by a simple process with good productivity. It is an object of the present invention to provide a method for hot rolling a titanium slab.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決する方法について研究を続けた過程で、次のよう
な知見を得た。すなわち、 βトランザス以上の温度域で、チタンスラブが均熱
される程度に十分な時間加熱すると、スラブ表面が極め
て速い速度で酸化される。表面全体にスケール層が形成
されると同時に、スケール層とチタン金属層界面のβ結
晶粒の粒界が選択的に激しく酸化される。このため、チ
タン金属層表面に深い凹部が生じ、この凹部に起因する
チタンスラブ表面の凹凸が圧延材の表面疵の原因とな
る。
Means for Solving the Problems The present inventors have obtained the following findings in the course of continuing research on a method for solving the above-mentioned problems. That is, if the titanium slab is heated in a temperature range equal to or higher than β transus for a time sufficient to equalize the temperature of the titanium slab, the slab surface is oxidized at a very high rate. At the same time that the scale layer is formed on the entire surface, the grain boundaries of β crystal grains at the interface between the scale layer and the titanium metal layer are selectively and strongly oxidized. For this reason, a deep recess is formed on the surface of the titanium metal layer, and the unevenness of the surface of the titanium slab caused by the recess causes a surface flaw of the rolled material.

【0013】 βトランザス以上の温度域での加熱が
短時間であれば、チタンスラブ表面に薄いスケール層が
形成されるものの、β結晶粒の粒界の選択的な酸化は起
こらない。
If the heating in the temperature range above β transus is short, a thin scale layer is formed on the surface of the titanium slab, but selective oxidation of the grain boundaries of β crystal grains does not occur.

【0014】 βトランザス以上の温度域での加熱に
よって形成されるチタンスラブのスケール層は、剥離し
やすい性質がある。すなわち、加熱炉から取り出されて
圧延に至るまでの脱スケール工程で容易にスケールを除
去することができる。
A scale layer of a titanium slab formed by heating in a temperature range of β transus or higher has a property of easily peeling. That is, the scale can be easily removed in the descaling step from the heating furnace to the rolling.

【0015】 チタンスラブは、800℃以上βトラ
ンザス未満の温度域での加熱・均熱で十分圧延可能であ
る。ただし、この温度域でチタンスラブ表面に生成する
スケール層は、剥離性が悪い。その反面、スケール層の
下の金属層は、表面が平滑で性状が良い。
The titanium slab can be sufficiently rolled by heating and soaking in a temperature range of 800 ° C. or more and less than β transus. However, the scale layer formed on the titanium slab surface in this temperature range has poor peelability. On the other hand, the metal layer below the scale layer has a smooth surface and good properties.

【0016】本発明者らは、上記知見を基にして、下記
の解決策が有効と推定されることを認識した。
The present inventors have recognized that the following solution is presumed to be effective based on the above findings.

【0017】「チタンスラブを800℃以上βトランザ
ス未満の温度で加熱・均熱し、その後、βトランザス以
上の温度に短時間加熱して、そのスラブを圧延する。こ
の方法で本発明の目的である表面疵のない、表面性状の
良好なチタン圧延材を、歩留良く製造できる。」本発明
は、上記基本思想を実現できる条件について研究を行っ
た結果、完成するに至ったものであり、チタンスラブの
加熱条件および工程が、下記〜を含むことを要旨と
している。
"Titanium slab is heated and soaked at a temperature of 800 ° C. or more and less than β transus, and then heated to a temperature of β transus or more for a short time to roll the slab. This method is the object of the present invention. It is possible to produce a rolled titanium material having good surface properties without surface flaws with good yield. "The present invention was completed as a result of research on conditions that can realize the above basic idea. The gist is that the slab heating conditions and steps include the following.

【0018】 チタンスラブを800℃以上βトラン
ザス温度(Tβ)未満の温度で加熱し、熱間圧延可能な
状態に均熱する第1の加熱工程、 第1の加熱工程に
続き、チタンスラブを下記式(1)を充たす温度
(T)に、下記式(2)で規定される時間(t)加熱
する第2の加熱工程、 、の第1および第2の加
熱工程により加熱されたチタンスラブを圧延する工程、 T(℃)≧Tβ(℃)+10 式(1) 5≦t(分)≦35−(△T/2) 式(2) ここで、 △T(℃)=T−Tβ
A first heating step of heating the titanium slab at a temperature of 800 ° C. or more and less than the β transus temperature (Tβ), soaking the titanium slab in a hot-rollable state; A second heating step of heating to a temperature (T 2 ) satisfying the equation (1) for a time (t) specified by the following equation (2):, a titanium slab heated by the first and second heating steps of T 2 (° C.) ≧ Tβ (° C.) + 10 Equation (1) 5 ≦ t (minute) ≦ 35− (ΔT / 2) Equation (2) where ΔT (° C.) = T 2 −Tβ

【0019】[0019]

【作用】本発明の方法では、第1の加熱工程で、チタン
スラブをβトランザス温度(Tβ)未満の温度で十分な
加熱時間、均熱し、チタンスラブに対して圧延に必要な
変形能を与える。Tβは、例えば工業用純チタンの場合
890℃、Ti−6Al−4V合金の場合1000℃で
ある。加熱温度の下限は、熱間圧延可能な温度であれば
良いが、チタンスラブの圧延時の変形抵抗、スラブの疵
発生の観点から800℃とする。なお、Ti−6Al
−4V合金の場合は900℃程度とするのが望ましい。
加熱は、通常、熱源はバーナー燃焼炎、雰囲気は弱酸化
性雰囲気または電気抵抗加熱による大気中雰囲気の加熱
炉で行われる。この加熱では、スラブ表面に剥離されに
くい、厚さの薄いスケール層が形成される。この段階で
形成されるスケール層の厚さは、加熱条件によって異な
るが、厚くても50μm程度である。また、チタンスラ
ブの均熱に必要な時間は、スラブのサイズと形状、加熱
方法、チタンの材質等の条件によって変わるが、1〜5
時間程度である。
According to the method of the present invention, in the first heating step, the titanium slab is soaked at a temperature lower than the β transus temperature (Tβ) for a sufficient heating time to give the titanium slab the deformability required for rolling. . Tβ is, for example, 890 ° C. for industrial pure titanium and 1000 ° C. for Ti-6Al-4V alloy. The lower limit of the heating temperature may be a hot rollable temperature, but the deformation resistance during rolling of the titanium slab, from the viewpoint of flaw generation of slabs, and 800 ° C.. In addition, Ti-6Al
In the case of a -4V alloy, the temperature is desirably about 900 ° C.
The heating is usually performed in a heating furnace with a burner combustion flame as a heat source and a weakly oxidizing atmosphere or an atmosphere in the atmosphere by electric resistance heating. This heating forms a thin scale layer that is difficult to peel off on the slab surface. The thickness of the scale layer formed at this stage varies depending on the heating conditions, but is at most about 50 μm. The time required for soaking the titanium slab varies depending on conditions such as the size and shape of the slab, the heating method, and the material of titanium.
It is about an hour.

【0020】第2の加熱工程は、第1の加熱工程に引き
続いて、同じ加熱炉内で炉内の温度を上昇させる方法で
実施するのが実用的である。第2の加熱工程では、第1
の加熱工程で生成したスラブ表面のスケール層を、剥離
性の良いスケール層に変えるための表層部だけの加熱で
よい。そのために、この工程では前述のように、Tβ+
10℃以上の温度(T2 )に、5分〜{35−(ΔT/
2)}分間加熱する。
It is practical to carry out the second heating step following the first heating step in the same heating furnace by a method of raising the temperature in the furnace. In the second heating step, the first heating step
It is sufficient to heat only the surface layer portion in order to convert the scale layer on the slab surface generated in the heating step into a scale layer having good releasability. Therefore, in this step, as described above, Tβ +
At a temperature (T 2 ) of 10 ° C. or more, 5 minutes to Δ35− (ΔT /
2) Heat for} minutes.

【0021】加熱温度の下限をTβ+10℃、加熱時間
の下限を5分とするのは、Tβ+10℃未満の温度およ
び5分未満の時間では、第1の加熱工程で生成したスラ
ブ表面のスケール層を剥離性の良いスケール層に変えに
くいためである。また、加熱時間の上限を35−(ΔT
/2)分以下とするのは、これ以上の加熱時間では、チ
タンスラブ表面のβ結晶粒の粒界が選択的に酸化されて
凹部が形成され、圧延材に表面疵が生じやすいからであ
る。なお、ΔT(=T2 −Tβ)が大きいほど加熱時間
の上限を短くするのは、温度が高いほどチタンスラブ表
面の酸化速度が速いために、加熱時間が長いと過剰に酸
化が進むからである。第2の加熱工程の加熱温度の上限
は、式(2)で加熱時間が5分の場合であり、その温度
はΔTが60℃、すなわちT2 がTβ+60℃である。
この温度以上では、スラブ表面の酸化が過剰となるので
好ましくない。
The reason why the lower limit of the heating temperature is Tβ + 10 ° C. and the lower limit of the heating time is 5 minutes is that the scale layer on the slab surface generated in the first heating step is formed at a temperature lower than Tβ + 10 ° C. and a time shorter than 5 minutes. This is because it is difficult to change to a scale layer having good releasability. In addition, the upper limit of the heating time is 35- (ΔT
The reason why the heating time is not more than / 2) minutes is that the grain boundary of β crystal grains on the surface of the titanium slab is selectively oxidized to form a concave portion when the heating time is longer than that, and a surface flaw is easily generated in the rolled material. . The reason why the upper limit of the heating time is shortened as ΔT (= T 2 −Tβ) is larger is that the oxidation speed of the titanium slab surface is higher as the temperature is higher. is there. The upper limit of the heating temperature in the second heating step is a case where the heating time is 5 minutes in the equation (2), and the temperature is ΔT of 60 ° C., that is, T 2 is Tβ + 60 ° C.
Above this temperature, oxidation of the slab surface becomes excessive, which is not preferable.

【0022】上記の第2の加熱工程、すなわちチタンの
β相領域の温度で加熱され形成されたスラブ表面のスケ
ールは、小さな機械的・熱的衝撃で容易に剥離し、スラ
ブ表面から脱落しやすい性質がある。したがって、スラ
ブを加熱炉から取り出して圧延工程に移す過程で、搬送
中の振動、スラブ表面の冷却などによって、自然に剥が
れ落ちることが多い。さらに、脱スケールを徹底する場
合には、高圧水の噴射などの処置を施すと良い。
The scale of the slab surface formed by heating in the second heating step, that is, the temperature of the β phase region of titanium, is easily peeled off by a small mechanical / thermal impact, and easily falls off the slab surface. There is nature. Therefore, in the process of removing the slab from the heating furnace and transferring the slab to the rolling step, the slab often peels off naturally due to vibration during transportation, cooling of the slab surface, and the like. Further, when thorough descaling is performed, it is preferable to perform a treatment such as injection of high-pressure water.

【0023】第1、第2の加熱工程で加熱されたチタン
スラブについては、引き続いて圧延を行い、チタン圧延
材を得る。圧延法は、チタンの場合には、平型または孔
型ロールを用いたロール圧延法が多用される。また、圧
延の際のスラブの温度は、圧延スタート時は第1、第2
の工程で加熱された温度にほぼ近いが、圧延の進行とと
もに次第に低下する。温度の低下とともにチタンスラブ
の変形抵抗が大きくなるので、圧延終了時の温度は、例
えば、工業用純Tiの場合は550℃、Ti−6Al−
4Vの場合は700℃程度とするのが望ましい。
The titanium slab heated in the first and second heating steps is subsequently rolled to obtain a rolled titanium material. As the rolling method, in the case of titanium, a roll rolling method using a flat type or a hole type roll is frequently used. The temperature of the slab at the time of rolling is first and second at the start of rolling.
Approximately the temperature heated in the step, but gradually decreases with the progress of rolling. Since the deformation resistance of the titanium slab increases as the temperature decreases, the temperature at the end of rolling is, for example, 550 ° C. in the case of industrial pure Ti and Ti-6Al-
In the case of 4V, it is desirable to be about 700 ° C.

【0024】[0024]

【実施例1】本実施例で対象としたチタン材料は、工業
用純チタンであり、その化学組成とTβを表1に供試材
1として示した。スラブは、スポンジチタンを消耗式電
極として真空アーク溶解して、直径1000mmのイン
ゴットを作製し、β相およびα相の温度域で厚さ150
mmまで鍛造圧延することによって調製した。本実施例
においては、このスラブから、幅60mm、長さ150
mm、厚さ25mmの圧延素材を機械加工によって調製
した。
Example 1 The titanium material targeted in this example is pure titanium for industrial use, and its chemical composition and Tβ are shown in Table 1 as Test Material 1. The slab was prepared by vacuum arc melting titanium sponge as a consumable electrode to produce an ingot having a diameter of 1000 mm and a thickness of 150 mm in a temperature range of β phase and α phase.
mm. In the present embodiment, a width of 60 mm and a length of 150
A rolled material having a thickness of 25 mm and a thickness of 25 mm was prepared by machining.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】この圧延素材については、表2に示す条件
で、第1と第2の2段階の加熱を行った。ヒートパター
ンは、図1の通りである。加熱方法は、加熱炉は電気
炉、加熱雰囲気は大気中である。加熱時間は、第1の加
熱を150分とし、第2の加熱は表2に示す時間とし
た。加熱完了後、圧延素材に軽く打撃を加えて、表面に
生成したスケールを除去した。
The rolled material was subjected to first and second two-stage heating under the conditions shown in Table 2. The heat pattern is as shown in FIG. As for the heating method, the heating furnace is an electric furnace, and the heating atmosphere is in the air. The heating time was 150 minutes for the first heating and the time shown in Table 2 for the second heating. After the heating was completed, the rolled material was lightly hit to remove the scale formed on the surface.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】圧延方法は、平型ロールによる圧延法であ
り、5mm/パスの条件で4パスさせ、厚さ25mmの
圧延素材を5mmまで圧延した。なお、この4パスの圧
延は上記の加熱1回で行った。圧延開始時の圧延素材の
温度は、内部は第1の加熱温度よりやや低い程度、表層
部はそれより低く第1の加熱温度より約50℃低い温度
であった。圧延終了時の温度は、約600℃とした。
The rolling method is a rolling method using a flat roll, and the rolled material having a thickness of 25 mm was rolled to 5 mm by performing 4 passes under a condition of 5 mm / pass. In addition, this four-pass rolling was performed by the above-mentioned heating once. The temperature of the rolled material at the start of rolling was a temperature slightly lower than the first heating temperature in the inside and a temperature lower than that in the surface layer portion and about 50 ° C. lower than the first heating temperature. The temperature at the end of rolling was about 600 ° C.

【0029】得られた圧延材について、表面疵を評価し
た。まず、圧延材にショットブラストを当てた後、硝弗
酸で酸洗して、圧延中に生成したスケール層を取り除
き、表面を清浄にした。次に、浸透探傷法(ダイチェッ
ク)により、疵を観察しやすくして、圧延材の表面と裏
面について表面疵の有無を肉眼で調査した。表2には、
疵が検出されなかった場合は○、疵が検出された場合は
×で調査結果を表示した。
The obtained rolled material was evaluated for surface flaws. First, after a shot blast was applied to the rolled material, it was pickled with nitric hydrofluoric acid to remove the scale layer generated during the rolling and to clean the surface. Next, the flaws were easily observed by a penetrant flaw detection method (die check), and the presence or absence of surface flaws was visually inspected on the front and back surfaces of the rolled material. In Table 2,
When no flaw was detected, the result was indicated by ○, and when a flaw was detected, the result was indicated by ×.

【0030】表2から明かなように、本発明の条件で加
熱・圧延された圧延材(本発明例:処理No.1〜9)
については、表面疵が検出されなかったのに対し、本発
明の条件を外れている圧延材(比較例:処理No.10
〜17)については、いずれも表面疵が発生していた。
第2の加熱を行わなかったNo.10および17、加熱
時間が式(2)で定義される本発明の条件より短いN
o.11、13および15は、圧延材に第1の加熱の際
に発生したスケールの噛み込みと判断される表面疵が観
察された。その原因は、第2の加熱が本発明の条件を充
たしていないために、第2の加熱の際に第1の加熱で生
じたスケールが剥離しやすいスケールに変わらなかった
ためと推定される。また、加熱時間が式(2)から求め
られる本発明の条件より長いNo.12、14および1
6については、微少な表面疵が圧延材一面に発生してい
るのが観察された。表面疵の形態から判断すると、第2
の加熱の際にβ相の結晶粒界が選択的に酸化されて凹部
が生じて凹凸の表面となり、この凹凸が圧延されて疵に
なったものと考えられた。
As is clear from Table 2, a rolled material heated and rolled under the conditions of the present invention (Example of the present invention: treatment Nos. 1 to 9)
In the case of No. 10, no surface flaw was detected, but the rolled material out of the conditions of the present invention (Comparative Example: Treatment No. 10)
Regarding Examples 17 to 17), surface flaws occurred.
No. 2 in which the second heating was not performed. 10 and 17, the heating time is shorter than the condition of the present invention defined by the formula (2).
o. In Nos. 11, 13, and 15, surface flaws, which were determined to be bitten by the scale generated during the first heating, were observed in the rolled material. The cause is presumed to be that the second heating does not satisfy the conditions of the present invention, and the scale generated by the first heating during the second heating did not change to a scale that easily peeled off. In addition, in the case of No. 3 in which the heating time is longer than the condition of the present invention obtained from the equation (2). 12, 14 and 1
As for No. 6, it was observed that minute surface flaws were generated on the entire surface of the rolled material. Judging from the form of surface flaws,
It was considered that the crystal grain boundary of the β phase was selectively oxidized during the heating to form a concave portion to form an uneven surface, and the unevenness was rolled to become a flaw.

【0031】[0031]

【実施例2】本実施例で対象としたチタン材料は、Ti
−4V−6Al合金であり、その化学組成とTβを表1
に供試材2として示した。
Embodiment 2 The titanium material targeted in this embodiment is Ti
-4V-6Al alloy, and its chemical composition and Tβ are shown in Table 1.
Specimen 2 is shown in FIG.

【0032】加熱条件は、表3に示した通りである。そ
の他の条件は実施例1の場合と同様とした。なお、圧延
開始時の圧延素材の温度については、内部は第1の加熱
温度よりやや低い程度、表層部はそれより低く第1の加
熱温度より約50℃低い温度であった。圧延終了時の温
度は、約750℃とした。圧延材の表面疵の調査結果に
ついては、表3に示した。
The heating conditions are as shown in Table 3. Other conditions were the same as in Example 1. The temperature of the rolled material at the start of rolling was slightly lower than the first heating temperature in the inside, and lower than that in the surface layer by about 50 ° C. than the first heating temperature. The temperature at the end of rolling was about 750 ° C. Table 3 shows the inspection results of the surface flaws of the rolled material.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【0034】表3から明かなように、実施例1の場合と
同様に、本発明の条件で加熱・圧延された圧延材(本発
明例:処理No.1〜9)については、表面疵が検出さ
れなかったのに対し、本発明の条件を外れている圧延材
(比較例:処理No.10〜17)については、いずれ
も表面疵が発生していた。第2の加熱を行わなかったN
o.10および17、加熱時間が式(2)の本発明の条
件より短いNo.11、13および15は、圧延材に第
1の加熱の際に発生したスケールの噛み込みと判断され
る表面疵が観察された。また、加熱時間が式(2)から
求められる本発明の条件より長いNo.12、14およ
び16については、微少な表面疵が圧延材一面に発生し
ているのが観察された。これらの表面疵の発生原因は、
実施例1で記したことと同じと考えられる。
As is clear from Table 3, as in the case of Example 1, the rolled material heated and rolled under the conditions of the present invention (Example of the present invention: treatment Nos. 1 to 9) had no surface flaws. On the other hand, no surface defects were found in any of the rolled materials (comparative examples: treatment Nos. 10 to 17) out of the conditions of the present invention, though not detected. N without second heating
o. In Nos. 10 and 17, the heating time was shorter than the condition of the present invention of the formula (2). In Nos. 11, 13, and 15, surface flaws, which were determined to be bitten by the scale generated during the first heating, were observed in the rolled material. In addition, in the case of No. 3 in which the heating time is longer than the condition of the present invention obtained from the equation (2) With respect to 12, 14, and 16, it was observed that minute surface flaws occurred on the entire surface of the rolled material. The causes of these surface flaws are:
It is considered to be the same as that described in the first embodiment.

【0035】このように、実施例1および実施例2の結
果から、本発明の条件に従ったチタンスラブの熱間圧延
方法によれば、圧延材の表面に疵のない、表面性状に優
れたチタン圧延材が得られることが分かった。また、本
発明の方法は、従来の加熱、圧延設備をそのまま活用す
ることが可能で、チタンスラブ加熱時のヒートパターン
を変更するだけでよいので、新たな工程が加わることも
なく簡素である。さらに、加熱前にスケール発生防止剤
を塗布する手間等の必要もないので、生産性にも優れて
いる。本発明の方法は、このほか、β相温度域での加熱
時間が短いため、スケールの発生量が少く、圧延歩留が
高いといった優れた特徴を有している。
As described above, according to the results of Example 1 and Example 2, according to the method of hot rolling a titanium slab according to the conditions of the present invention, the surface of the rolled material has no flaws and excellent surface properties. It was found that a rolled titanium material was obtained. Further, the method of the present invention can utilize the conventional heating and rolling equipment as it is, and it is only necessary to change the heat pattern at the time of heating the titanium slab. Therefore, the method is simple without adding a new step. Furthermore, since there is no need to apply a scale generation inhibitor before heating, the productivity is excellent. In addition, the method of the present invention has other excellent features such as a small amount of scale generation and a high rolling yield due to a short heating time in the β phase temperature range.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明のチタンスラブの熱間圧延方法に
よれば、チタンスラブの加熱の際に、剥離性のよいスケ
ールを形成できるので、圧延材にスケールの噛み込みに
よる表面疵の発生がない。また、チタンのβ相温度域で
の加熱を制限しているので、β結晶粒粒界の選択的酸化
によって生じるチタンスラブ表面の凹凸に起因した表面
疵の発生もない。また、加熱設備としては従来の設備を
利用可能で、工程としては従来法に対して、加熱の際に
ヒートパターンを変更する程度で簡素なため、経済性、
生産性に優れている。このほか、スケールの発生量が少
ないので圧延歩留が高い。
According to the hot rolling method for a titanium slab of the present invention, a scale having good releasability can be formed when the titanium slab is heated. Absent. In addition, since heating of titanium in the β phase temperature range is limited, there is no generation of surface flaws due to unevenness of the titanium slab surface caused by selective oxidation of β grain boundaries. In addition, conventional equipment can be used as the heating equipment, and the process is simpler than changing the heat pattern at the time of heating compared to the conventional method.
Excellent productivity. In addition, the rolling yield is high because the amount of generated scale is small.

【0037】このように、本発明のチタンスラブの熱間
圧延方法は、表面性状のよいチタン圧延材を、経済的
に、生産性よく製造できるという優れた効果を奏する。
As described above, the hot rolling method for a titanium slab of the present invention has an excellent effect that a rolled titanium material having good surface properties can be economically produced with high productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の加熱工程、第2の加熱工程を含むチタン
スラブ加熱時のヒートパターンを示す図である。
FIG. 1 is a view showing a heat pattern at the time of heating a titanium slab including a first heating step and a second heating step.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/00 - 3/02 B21B 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22F 1/00-3/02 B21B 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】チタンスラブを800℃以上βトランザス
温度(Tβ)未満の温度で加熱し、熱間圧延可能な状態
に均熱する第1の加熱工程、第1の加熱工程に続き下記
式(1)を充たす温度(T)に、下記式(2)で規定
される時間(t)加熱する第2の加熱工程、および前記
第1ならびに第2の加熱工程により加熱された前記チタ
ンスラブを圧延する工程を含むことを特徴とするチタン
スラブの熱間圧延方法。 T(℃)≧Tβ(℃)+10 式(1) 5≦t(分)≦35−(△T/2) 式(2) ここで、 △T(℃)=T−Tβ
1. A first heating step of heating a titanium slab at a temperature of 800 ° C. or more and less than a β transus temperature (Tβ) and soaking in a state where hot rolling is possible, and following the first heating step, A second heating step of heating to a temperature (T 2 ) satisfying 1) for a time (t) specified by the following equation (2), and the titanium slab heated by the first and second heating steps: A hot rolling method for a titanium slab, comprising a step of rolling. T 2 (° C.) ≧ Tβ (° C.) + 10 Equation (1) 5 ≦ t (minute) ≦ 35− (ΔT / 2) Equation (2) where ΔT (° C.) = T 2 −Tβ
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