[发明专利]一种Ti662钛合金管材的制备工艺有效

专利信息
申请号: 201410734000.4 申请日: 2014-12-05
公开(公告)号: CN104498849A 公开(公告)日: 2015-04-08
发明(设计)人: 陈睿博;刘守田;朱宝辉;刘彦昌;赵洪章;胡晓晨 申请(专利权)人: 宁夏东方钽业股份有限公司
主分类号: C22F1/18 分类号: C22F1/18
代理公司: 宁夏专利服务中心64100 代理人: 赵明辉
地址: 753000宁夏回*** 国省代码: 宁夏;64
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摘要:
搜索关键词: 一种 ti662 钛合金 管材 制备 工艺
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种Ti662钛合金管材的制备工艺。

背景技术

Ti662(Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe)钛合金是由美国纽约大学在Ti-6Al-4V钛合金的基础上发明的一种高强钛合金,其在固溶时效热处理后强度可达到1200MPa。该合金主要应用于温度在300-400℃,比强度较高的场合。产品主要有板材、棒材及小锻件,用于航空结构件、离心机、火箭发动机等部件。

由于Ti662钛合金具有高的比强度,优良的抗腐蚀性能,在海水介质或复杂地质环境条件下工作,抗腐蚀能力高于不锈钢,特别是对点蚀、酸蚀和应力腐蚀的抵抗力特别强,因此,近年来被应用于石油化工设备及其勘探的设备上。在美国使用较多,在国内相近牌号为TC10。该种牌号的管材在国内使用很少,目前还没有发现该合金管材的相关资料。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ti662钛合金管材的制备工艺,得到的管材显微组织均匀,晶粒细小,具有良好的室温及高温力学性能。

一种Ti662钛合金管材的制备工艺,其特别之处在于,包括如下步骤:

(1)铸锭制备:

首先制备出Φ600mm的Ti662钛合金铸锭或TC10钛合金铸锭,然后经升温金相法测定出相变点Tβ

(2)棒坯锻造:

将得到的Φ600mm铸锭总共经过四火次锻造制备挤压棒坯,其中第一火次锻造是在相变点以上100—200℃进行开坯锻造,锻造至方400mm;第二火次进行镦拔锻造,锻造起始温度为相变点以下40℃到相变点以上40℃,从方400mm镦粗到方500mm,从方500mm拔长到方400mm,再次进行镦粗到方500mm;第三火次在相变点以下40℃拔长锻造,拔长至方320mm;第四火次锻造在相变点以下30—60℃进行,拔长摔圆至Φ215mm、255mm或295mm,上述所有火次终锻温度均为800℃;

(3)超声探伤:

对得到的锻造棒坯按标准GB/T5193-2007进行超声波探伤,要求探伤等级至少达到B级要求;

(4)挤压坯料制备:

对得到的锻造棒坯进行机加工,将其外径车至Φ210mm、250mm或290mm,并且外表面粗糙度小于6.3μm,然后采用深孔钻镗床加工内孔,内孔加工尺寸Φ控制在(D+8)mm,其中D表示管坯的内径尺寸,并且内孔应与外径同心,内表面粗糙度小于3.2μm;

(5)包套:

将得到的坯料使用质量分数为30-40%的HNO3溶液或酒精清洗,清除掉表面油污及杂质,采用双层包套,内包套采用1mm的A3钢板,外包套采用1mm的铜带;

(6)热挤压:

将得到的管坯在电阻炉中进行加热,温到装炉,保温计时,控制加热温度为840~980℃,保温2~3小时;设定挤压速度为80-150mm/s,控制挤压比4-18,挤压管坯规格为外径Φ85-165mm,壁厚为15-45mm,长度1200-9200mm进行挤压;

(7)矫直:

将得到的挤压管坯在冷床上持续的转动,直至其表面温度降低至680-760℃,用矫直机进行矫直;

(8)表面处理:

将得到的挤压管进行酸洗,从而除去表面钢套、铜套材料和表面氧化皮,最后水洗去除表面残留酸液;

(9)成品热处理:

将得到的挤压管坯采用先固溶处理然后时效处理,控制固溶温度为850~920℃,保温1~2小时,出炉水冷,时效温度为520-620℃,保温4-8小时,出炉空冷;

(10)机加工:

将得到的挤压管内表面采用镗孔处理,具体采用刚性镗杆,单边镗孔量为0.2~1.2mm,从而将内孔镗至所需尺寸,并且使内表面粗糙度小于3.2um;保证内孔圆与车床卡盘旋转轴线共线,车外径圆,车至所需尺寸并且使外表面粗糙度小于3.2um;最终得到成品,其尺寸为外径Φ80-160mm,壁厚为10-40mm,长度1000-9000mm。

步骤(1)中Ti662合金按照MIL-T-9047G标准中的化学成分进行配料;TC10钛合金按国标GB/T3620-2007中的化学成分进行配料。

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