CN109082560A

CN109082560A - 一种抗拉伸的钛合金板及其制备方法

Info

Publication number: CN109082560A
Application number: CN201810992861.0A
Authority: CN
Inventors: 潘丽菊; 袁东良
Original assignee: Jiangsu Wo Ti Nonferrous Pioneer Metals Corp
Current assignee: Jiangsu Wo Ti Nonferrous Pioneer Metals Corp
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2018-12-25

Abstract

本发明公开了一种抗拉伸的钛合金板及其制备方法，所述钛合金板由以下原料按重量百分含量组成：铜1.5~2.2%，铁0.8~1.4%，锆0.2~0.5%，钼0.1~0.3%，钕0.1~0.2%，碳0.1~0.2%，其余为钛。其制备方法包括熔炼铸锭，预时效处理，深冷轧制，温轧变形四个步骤。该钛合金板具有优异的力学性能，兼顾了塑性和强度，且制备工艺简单，大大提高了生产效率。

Description

一种抗拉伸的钛合金板及其制备方法

技术领域

本发明属于钛合金板制备领域，具体涉及一种抗拉伸的钛合金板及其制备方法。

背景技术

钛是上世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高的特点。上世纪五、六十年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。七十年代开发出一批耐蚀钛合金，八十年代至今，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。目前，钛合金被广泛地应用于石油开采、化工、航天航空、船舶制造、汽车工业等领域。

现有的钛合金板材具有较高的比强度，优良的加工性能、焊接性能，但其轧制板材的塑性不稳定，退火处理后的板材塑性虽得以提升，但其强度会有一定程度的损失。CN107695127 A公开了一种钛管的生产方法，具体包括如下步骤：步骤1，选用TC4钛合金为原料；步骤2，采用熔炼、锻造及挤压将TC4钛合金原料制成管坯；步骤3，对步骤2制成的管坯进行轧制、拉拔及退火处理；步骤4，对经步骤3处理后的钛管进行矫直处理。按该专利方案制备的钛合金管经过退火处理，虽然提升了塑性，但存在强度损失的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种抗拉伸的钛合金板及其制备方法，所述钛合金板具有优异的力学性能，兼顾了塑性和强度，且制备工艺简单，大大提高了生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗拉伸的钛合金板，所述钛合金板由以下原料按重量百分含量组成：铜1.5~2.2%，铁0.8~1.4 %，锆0.2~0.5 %，钼0.1~0.3 %，钕0.1~0.2 %，碳0.1~0.2 %，其余为钛。

一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）将原料按比例投入立式真空烧结炉中，抽真空加热混合，再充入惰性气体，维持温度和压强，熔炼后铸成钛合金锭；

步骤2）将步骤1）制得的钛合金锭进行预时效处理，随后水冷至室温；

步骤3）将经步骤2）处理过的钛合金锭进行深冷轧制，通过液氮控制温度，制成钛合金板坯；

步骤4）对步骤3）所述钛合金板坯进行温轧处理，时间1~2 h，即制得所述抗拉伸的钛合金板。

进一步地，步骤1）所述抽真空加热的温度为1400~1800 ℃。

进一步地，步骤1）所述惰性气体为氩气，所述压强为1.0×10^-2 Pa。

进一步地，步骤2）所述预时效处理的温度为230~260 ℃，处理时间为10~30 min。

进一步地，步骤3）所述液氮控制温度为-150~-120 ℃。

进一步地，步骤4）所述温轧处理的温度为160~190 ℃。

本发明的有益效果如下：

1、采用钕元素与锆石的结合，有效提高了钛合金的抗拉伸性能，兼顾了板材的塑性和强度，通过合理的原料配比，实现了钛合金板力学性能的提升。

2、利用深冷轧制前的预时效和深冷轧制后的温轧相结合，不仅大大缩短了工艺周期，还有效提升了钛合金板的力学性能，且操作简单，提高了生产效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述。

实施例1

一种抗拉伸的钛合金板，由以下原料按重量百分含量组成：铜1.5 %，铁0.8 %，锆0.5%，钼0.1 %，钕0.2 %，碳0.1 %，钛96.8 %。

其制备工艺包括以下步骤：

（1）将原料按比例投入立式真空烧结炉中，抽真空至真空度为1.0×10^-2 Pa，加热至1400 ℃，熔化混合后再充入惰性气体Ar，维持温度和压强，熔炼后铸成钛合金锭；

（2）将所述钛合金锭进行预时效处理，预时效温度为230 ℃，处理时间为10 min，随后水冷至室温；

（3）采用二辊轧机，将经预时效处理过的钛合金锭进行多道次深冷轧制变形，通过液氮控制温度为-120 ℃，制成钛合金板坯；

（4）对所述钛合金板坯进行温轧处理1 h，处理温度为160 ℃，即制得所述抗拉伸的钛合金板。

实施例2

一种抗拉伸的钛合金板，由以下原料按重量百分含量组成：铜2.2 %，铁1.4 %，锆0.2%，钼0.3 %，钕0.1 %，碳0.2 %，钛95.6 %。

其制备工艺包括以下步骤：

（1）将原料按比例投入立式真空烧结炉中，抽真空至真空度为1.0×10^-2 Pa，加热至1800 ℃，熔化混合后再充入惰性气体Ar，维持温度和压强，熔炼后铸成钛合金锭；

（2）将所述钛合金锭进行预时效处理，预时效温度为260 ℃，处理时间为30 min，随后水冷至室温；

（3）采用二辊轧机，将经预时效处理过的钛合金锭进行多道次深冷轧制变形，通过液氮控制温度为-150 ℃，制成钛合金板坯；

（4）对所述钛合金板坯进行温轧处理2 h，处理温度为190 ℃，即制得所述抗拉伸的钛合金板。

实施例3

一种抗拉伸的钛合金板，由以下原料按重量百分含量组成：铜1.9 %，铁1.1 %，锆0.4%，钼0.2 %，钕0.1 %，碳0.2 %，钛96.1 %。

其制备工艺包括以下步骤：

（1）将原料按比例投入立式真空烧结炉中，抽真空至真空度为1.0×10^-2 Pa，加热至1600 ℃，熔化混合后再充入惰性气体Ar，维持温度和压强，熔炼后铸成钛合金锭；

（2）将所述钛合金锭进行预时效处理，预时效温度为250 ℃，处理时间为20 min，随后水冷至室温；

（3）采用二辊轧机，将经预时效处理过的钛合金锭进行多道次深冷轧制变形，通过液氮控制温度为-140 ℃，制成钛合金板坯；

（4）对所述钛合金板坯进行温轧处理1.5 h，处理温度为170 ℃，即制得所述抗拉伸的钛合金板。

测试例1

对实施例1~3制得的钛合金板进行室温力学性能测试，测试结果如表1所示。

表1 测试结果

试验材料	屈服强度（MPa）	抗拉强度（MPa）	伸长率（%）
				实施例1	1536	1628	20
实施例2	1552	1637	22
				实施例3	1571	1669	23
现有钛合金板材	＜1300	＜1400	＜15

Claims

1.一种抗拉伸的钛合金板，其特征在于，所述钛合金板由以下原料按重量百分含量组成：铜1.5~2.2 %，铁0.8~1.4 %，锆0.2~0.5 %，钼0.1~0.3 %，钕0.1~0.2 %，碳0.1~0.2 %，其余为钛。

2.权利要求1所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤1）所述抽真空加热的温度为1400~1800 ℃。

4.根据权利要求2所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤1）所述惰性气体为氩气，所述压强为1.0×10^-2 Pa。

5.根据权利要求2所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤2）所述预时效处理的温度为230~260 ℃，处理时间为10~30 min。

6.根据权利要求2所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤3）所述液氮控制温度为-150~-120 ℃。

7.根据权利要求2所述的一种抗拉伸的钛合金板的制备方法，其特征在于，步骤4）所述温轧处理的温度为160~190 ℃。