[go: up one dir, main page]

CN111545574A - Ta15热轧板材组织控制的方法 - Google Patents

Ta15热轧板材组织控制的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111545574A
CN111545574A CN202010429871.0A CN202010429871A CN111545574A CN 111545574 A CN111545574 A CN 111545574A CN 202010429871 A CN202010429871 A CN 202010429871A CN 111545574 A CN111545574 A CN 111545574A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling
finish rolling
cogging
temperature
titanium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010429871.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李昌高
陈鑫
代广霖
李露
何小林
郭江雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyou Branch Of Panzhihua Titanium Material Co Ltd Of Pangang Group
Original Assignee
Jiangyou Branch Of Panzhihua Titanium Material Co Ltd Of Pangang Group
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyou Branch Of Panzhihua Titanium Material Co Ltd Of Pangang Group filed Critical Jiangyou Branch Of Panzhihua Titanium Material Co Ltd Of Pangang Group
Priority to CN202010429871.0A priority Critical patent/CN111545574A/zh
Publication of CN111545574A publication Critical patent/CN111545574A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/06—Thermomechanical rolling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明涉及热轧板材领域，尤其是一种优化TA15的组织形貌和类型，同时让室温力学性能和高温力学性能均满足要求的TA15热轧板材组织控制的方法，包括如下步骤：a、成分控制：在原料海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉；b、锻造开坯；c、粗轧开坯两火，其中，粗轧加热温度按相变点以下50℃控制；d、依次进行精轧第一轧程开坯和精轧第二轧程成材，其中，精轧加热温度按相变点以下100℃控制，精轧总变形率≥70％；精轧末轧程变形率≥30％，精轧终轧温度按650～700℃控制；g、退火。本发明尤其适用于TA15板材的组织控制工艺之中。

Description

TA15热轧板材组织控制的方法
技术领域
本发明涉及热轧板材领域，尤其是一种TA15热轧板材组织控制的方法。
背景技术
钛及钛合金的性能优异，可广泛地应用到国民经济及国防事业的各个行业。随着航空技术的发展，钛以其优良的综合性能和其轻质的特点在航空领域的应用得到拓展。TA15作为一种近α型钛合金，除保留了钛基材料的轻质特点，其室温力学性能和高温力学性能均具有显著优势。但GJB 2505A中对TA15板材的组织类型有明确要求，除原始β晶界有效破碎，还需专门对TA15按组织评级图进行评定。而TA15特别是热轧成型的板材，热加工过程中，存在若加热温度过高则原始组织难以破碎、加热温度过低加工塑性难以保证的矛盾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种优化TA15的组织形貌和类型，同时让室温力学性能和高温力学性能均满足要求的TA15热轧板材组织控制的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：TA15热轧板材组织控制的方法，包括如下步骤：a、成分控制：在原料海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉，所得到的混合物内相应成分的质量百分比满足以下范围：Al：6.2～6.8％、Mo：0.8～1.5％、V：1～1.5％、Zr：1.8～2.2％以及O：0.06～0.09％；b、锻造开坯；c、粗轧开坯两火，其中，粗轧加热温度按相变点以下50℃控制；d、依次进行精轧第一轧程开坯和精轧第二轧程成材，其中，精轧加热温度按相变点以下100℃控制，精轧总变形率≥70％；精轧末轧程变形率≥30％，精轧终轧温度按650～700℃控制；g、退火。
进一步的是：所述退火方式为空冷。
本发明的有益效果是：本发明通过调整成分配比，扩大α相区，以提高可调整的加热温度范围上限，提高加工塑性，便于实现后续的变形率；通过控制温度在β相变点以下，避免过高的加热温度使材料组织恶化，并有利于后续轧制过程中的组织破碎；通过控制精轧总变形率及末轧程变形率来完成对原始组织的有效破碎，实现生成初生α相的条件；通过控制终轧温度在一个较低的温度以实现对原始组织更彻底、更全面的破碎，以实现再结晶过程中更均匀的生成α相，形成等轴的双态组织。本发明尤其适用于TA15板材的组织控制工艺之中。
附图说明
图1是本发明标准成品热轧板组织形貌的示意图。
图2是实施例1得到的热轧板组织形貌的示意图。
图3是实施例2得到的热轧板组织形貌的示意图。
图4是实施例3得到的热轧板组织形貌的示意图。
图5是实施例4得到的热轧板组织形貌的示意图。
具体实施方式
TA15热轧板材组织控制的方法，包括如下步骤：a、成分控制：在原料海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉，所得到的混合物内相应成分的质量百分比满足以下范围：Al：6.2～6.8％、Mo：0.8～1.5％、V：1～1.5％、Zr：1.8～2.2％以及O：0.06～0.09％；b、锻造开坯；c、粗轧开坯两火，其中，粗轧加热温度按相变点以下50℃控制；d、依次进行精轧第一轧程开坯和精轧第二轧程成材，其中，精轧加热温度按相变点以下100℃控制，精轧总变形率≥70％；精轧末轧程变形率≥30％，精轧终轧温度按650～700℃控制；g、退火。
本发明的工艺流程主要为：真空自耗熔炼铸锭→锻造开坯→粗轧开坯→精轧成材。就其中的成分控制而言，用于以确保成分满足相关技术标准要求为前提，在可调整范围内增加α相稳定元素的配入比例，减少β相稳定元素的配入比例，其中，在原料海绵钛中配入Al：6.2～6.8％、Mo：0.8～1.5％、V：1～1.5％、Zr：1.8～2.2％以及O：0.06～0.09％，通过上述成分配比，可满足技术标准对成分的要求，同时尽可能地扩大了材料的α相区范围，使可执行的加热温度上限提高，也为后续实现尽可能大的总变形率和末轧程变形率创造条件。其次，本发明对温度以及变形率有相应的要求：通过控制加热温度，避免加热过程中组织的恶化；通过控制精轧总变形率、末轧程变形率及控制精轧终轧温度实现对原始组织的有效破碎，为再结晶过程生成等轴的初生α相创造条件。本发明可使TA15热轧板材原始组织完全破碎，并在后续热处理过程中生成等轴双态组织，组织类型完全满足GJB 2505A中对TA15的要求。同时，本发明可操作性强。通过调整成分，扩大α相区，使可执行的加热温度上限提高，一定程度上缓解了较低温度下加热导致的加工塑性不良的问题。另外，本发明除了使TA15组织满足要求，同时其性能指标也能完全满足GJB 2505A的要求。
实施例1
生产厚度为6.0mm厚的热轧板材
①压制电极时，根据原料的成分情况，根据计划成分配比，分别在海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉。使成分满足以下范围：Al：6.2～6.8％；Mo：0.8～1.5％；V：1～1.5％；Zr：1.8～2.2％；O：0.06～0.09％；
②锻造开坯规格为80mm×580mm×1020mm；
③粗轧开坯两火，加热温度为950～980℃，开坯厚度为20mm，终轧温度为725℃；
④精轧第一轧程开坯，加热温度为900～930℃，开坯厚度为9.0mm，终轧温度为706℃；
⑤精轧第二轧程成材，加热温度为900～930℃，成品厚度为6.0mm，终轧温度为680℃，精轧总变形率为70％，末轧程(第二轧程)变形率为33.33％；
⑥退火工艺按800±10℃×45分钟空冷执行；
⑦产品性能检验如下：
板材横向室温力学性能
Figure BDA0002500136370000031
产品力学性能满足要求；
⑧产品显微组织：
1、要求符合GJB 2505A中附录图3中的1级～5级。
2、要求组织中无完整的原始β晶粒充分破碎、不允许存在连续、平直的晶界α相。
详细产品显微组织如图2所示，该组织符合附录图3中的3级，满足标准要求；原始β晶粒充分破碎，无连续平直的晶界α相。
对比例1
生产厚度为6.0mm厚的热轧板材
①压制电极时，根据原料的成分情况，根据计划成分配比，分别在海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉。使成分满足以下范围：Al：6.2～6.8％；Mo：0.8～1.5％；V：1～1.5％；Zr：1.8～2.2％；O：0.06～0.09％；
②锻造开坯规格为80mm×580mm×1020mm；
③粗轧开坯两火，加热温度为950～980℃，开坯厚度为20mm，终轧温度为717℃；
④精轧第一轧程开坯，加热温度为900～930℃，开坯厚度为8.0mm，终轧温度为720℃；
⑤精轧第二轧程成材，加热温度为900～930℃，成品厚度为6.0mm，终轧温度为675℃，精轧总变形率为70％，末轧程(第二轧程)变形率为25％；
⑥退火工艺按800±10℃×45分钟空冷执行；
⑦产品性能检验如下：
板材横向室温力学性能
Figure BDA0002500136370000032
产品力学性能满足要求。
⑧产品显微组织
1、要求符合GJB 2505A中附录图3中的1级～5级。
2、要求组织中无完整的原始β晶粒充分破碎、不允许存在连续、平直的晶界α相。
详细产品显微组织如图3所示，该组织的原始β晶粒破碎不充分，尚有残留的连续的晶界α相，不满足显微组织要求。
对比例2
生产厚度为8.0mm厚的热轧板材
①压制电极时，根据原料的成分情况，根据调整计划成分配比(按正常取标准范围中线范围的配比)，分别在海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉。成分满足以下范围：Al：6.0～6.5％；Mo：1～1.8％；V：1.5～2.2％；Zr：1.8～2.2％；O：0.06～0.09％；
②锻造开坯规格为80mm×580mm×1020mm；
③粗轧开坯两火，加热温度为920～950℃，开坯厚度为20mm，终轧温度为720℃；
④精轧第一轧程开坯，加热温度为880～910℃，开坯厚度为11.0mm，终轧温度为720℃；
⑤精轧第二轧程成材，加热温度为880～910℃，成品厚度为8.0mm，终轧温度为672℃，成分调整后，相变点温度降低，相应的加热温度也需随之降低，材料热加工性能降低，导致只能实现精轧总变形率为60％，末轧程(第二轧程)变形率为27.3％；
⑥退火工艺按800±10℃×45分钟空冷执行；
⑦产品性能检验：
板材横向室温力学性能
Figure BDA0002500136370000041
产品力学性能满足要求。
⑧产品显微组织；
1、要求符合GJB 2505A中附录图3中的1级～5级。
2、要求组织中无完整的原始β晶粒充分破碎、不允许存在连续、平直的晶界α相。
详细产品显微组织如图4所示，该组织的原始β晶粒破碎不充分，尚有残留的连续的晶界α相，不满足显微组织要求。
对比例3
生产厚度为10.0mm厚的热轧板材
①压制电极时，根据原料的成分情况，根据计划成分配比，分别在海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉。使成分满足以下范围：Al：6.2～6.8％；Mo：0.8～1.5％；V：1～1.5％；Zr：1.8～2.2％；O：0.06～0.09％；
②锻造开坯规格为80mm×580mm×1020mm；
③粗轧开坯两火，加热温度为950～980℃，开坯厚度为20mm，终轧温度为710℃；
④精轧第一轧程开坯，加热温度为900～930℃，开坯厚度为15.0mm，终轧温度为716℃；
⑤精轧第二轧程成材，加热温度为900～930℃，成品厚度为10.0mm，终轧温度为663℃，精轧总变形率为50％，末轧程(第二轧程)变形率为33.33％；
⑥退火工艺按800±10℃×45分钟空冷执行；
⑦产品性能检验：
板材横向室温力学性能
Figure BDA0002500136370000051
产品力学性能满足要求。
⑧产品显微组织：
1、要求符合GJB 2505A中附录图3中的1级～5级。
2、要求组织中无完整的原始β晶粒充分破碎、不允许存在连续、平直的晶界α相。
详细产品显微组织如图5所示，该组织虽无连续的晶界α相，但原始β晶粒破碎仍不充分，尚有大量残留原始片层状组织，不满足显微组织要求。
通过上述的实施例1、对比例1、2和3可以得出，本发明的方案技术优势十分明显，市场推广前景广阔。

Claims (2)

1.TA15热轧板材组织控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、成分控制：在原料海绵钛中配入纯铝、钛钼合金、海绵锆、铝钒合金及钛白粉，所得到的混合物内相应成分的质量百分比满足以下范围：Al：6.2～6.8％、Mo：0.8～1.5％、V：1～1.5％、Zr：1.8～2.2％以及O：0.06～0.09％；
b、锻造开坯；
c、粗轧开坯两火，其中，粗轧加热温度按相变点以下50℃控制；
d、依次进行精轧第一轧程开坯和精轧第二轧程成材，其中，精轧加热温度按相变点以下100℃控制，精轧总变形率≥70％；精轧末轧程变形率≥30％，精轧终轧温度按650～700℃控制；
e、退火。
2.如权利要求1所述的TA15热轧板材组织控制的方法，其特征在于：所述退火方式为空冷。
CN202010429871.0A 2020-05-20 2020-05-20 Ta15热轧板材组织控制的方法 Pending CN111545574A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010429871.0A CN111545574A (zh) 2020-05-20 2020-05-20 Ta15热轧板材组织控制的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010429871.0A CN111545574A (zh) 2020-05-20 2020-05-20 Ta15热轧板材组织控制的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111545574A true CN111545574A (zh) 2020-08-18

Family

ID=72008337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010429871.0A Pending CN111545574A (zh) 2020-05-20 2020-05-20 Ta15热轧板材组织控制的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111545574A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114480896A (zh) * 2022-02-16 2022-05-13 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种ta15-1薄板的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223902A1 (en) * 2001-02-28 2003-12-04 Jfe Steel Corporation Titanium alloy bar and method for manufacturing the same
CN102978437A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 西部金属材料股份有限公司 一种α＋β两相钛合金及其加工方法
CN103785684A (zh) * 2014-01-24 2014-05-14 西部钛业有限责任公司 一种超塑成形用细晶粒ta15钛合金薄板的制备方法
CN106925612A (zh) * 2017-03-24 2017-07-07 西部钛业有限责任公司 一种高尺寸精度ta15钛合金宽幅中厚板材的加工方法
CN111036703A (zh) * 2019-10-28 2020-04-21 鞍钢股份有限公司 一种采用直接轧制工艺生产tc4钛合金宽厚板的方法
CN111085546A (zh) * 2019-12-21 2020-05-01 江苏骏茂新材料科技有限公司 一种超大宽幅合金板材的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223902A1 (en) * 2001-02-28 2003-12-04 Jfe Steel Corporation Titanium alloy bar and method for manufacturing the same
CN102978437A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 西部金属材料股份有限公司 一种α＋β两相钛合金及其加工方法
CN103785684A (zh) * 2014-01-24 2014-05-14 西部钛业有限责任公司 一种超塑成形用细晶粒ta15钛合金薄板的制备方法
CN106925612A (zh) * 2017-03-24 2017-07-07 西部钛业有限责任公司 一种高尺寸精度ta15钛合金宽幅中厚板材的加工方法
CN111036703A (zh) * 2019-10-28 2020-04-21 鞍钢股份有限公司 一种采用直接轧制工艺生产tc4钛合金宽厚板的方法
CN111085546A (zh) * 2019-12-21 2020-05-01 江苏骏茂新材料科技有限公司 一种超大宽幅合金板材的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114480896A (zh) * 2022-02-16 2022-05-13 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种ta15-1薄板的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101967615B (zh) 一种提高2000系铝合金板材损伤容限性能的方法
CN109234656A (zh) 一种提高亚稳β钛合金强度的预变形热处理工艺
CN113564397B (zh) 一种中强高韧钛合金中厚板材的短流程制备方法
CN101597710A (zh) 一种航空用2xxx系铝合金及其加工方法
CN110791720A (zh) 一种抑制铝锂合金再结晶的加工方法
CN114540649A (zh) 高成形耐烘烤5xxx系铝合金板材及其制备方法
CN111676431A (zh) 一种铝锂合金双级连续时效处理方法
CN106834985B (zh) 一种显著提高铝锌镁合金综合性能的热机械处理工艺
CN115305389A (zh) 一种铝合金电池外壳板及其生产方法
CN107675020A (zh) 一种含稀土y的低密度钛合金及制备方法
CN111441020B (zh) 一种低成本制备tc4钛合金溅射靶材的方法
CN111545574A (zh) Ta15热轧板材组织控制的方法
CN105349861B (zh) 一种可快速轧制成形的镁金属板材及其轧制方法
TWI752893B (zh) 具快速熱處理之鋁合金薄片的製造方法
CN105441839B (zh) 提高2×××系铝合金板材抗疲劳损伤性能的加工工艺
Tao et al. Optimization of hot-rolling parameters for a powder metallurgy Ti–47Al–2Cr–2Nb-0.2 W alloy based on processing map and microstructure evolution
CN107058921A (zh) 一种6000系铝合金的处理方法
TW202033775A (zh) 鋁錳合金之製造方法
CN113755709A (zh) 一种高冲击韧性Ti80钛合金棒材的制备方法
CN117230394B (zh) 基于应力诱发马氏体逆相变的高强β钛合金热处理方法
CN115852186B (zh) 一种控制返回料添加量细化gh4169合金中碳氮化物的方法
CN112725712B (zh) 选区激光熔化Ti2AlNb基合金的热处理方法及制得的制品
CN105200283A (zh) 一种避免6063挤压铝合金晶粒粗大的新工艺
CN112760522A (zh) 一种高温超塑性钛合金板材及制备方法
CN114411024A (zh) 一种阳极氧化5xxx系铝材用扁锭及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200818

RJ01 Rejection of invention patent application after publication