[发明专利]一种航空用高延展性钛合金材料的制备方法

说明书

一种航空用高延展性钛合金材料的制备方法，它涉及一种钛合金板材的制造方法。本发明要解决现有钛合金板材存在强度、断后伸长率、断裂韧度、腐蚀性能和电导率均低，达不到航空用钛合金预拉伸厚板的使用要求的问题。制备方法：一、制备钛合金熔液；二、制备方铸锭；三、退火；四、制备钛合金方铸锭；五、制备板材坯料；六、加热；七、制备钛合金板材；八、切断；九、固溶处理及淬火；十、拉伸矫直；十一、时效处理；十二、锯切，得到航空用钛合金预拉伸厚板。本发明可获得一种航空用钛合金预拉伸厚板。

技术领域

本发明涉及一种航空用高延展性钛合金材料的制备方法。

背景技术

目前，我国航空产品需要一种特殊板材，要求此种钛合金态板材纵向抗拉强度不小于515N/mm²，规定非比例延伸强度不小于445N/mm²，断后伸长率不小于9％，断裂韧度不小于28N/mm².m^1/2；板材的横向抗拉强度不小于515N/mm²，规定非比例延伸强度不小于445N/mm²，断后伸长率不小于6％，断裂韧度不小于25N/mm².m^1/2；板材的高向抗拉强度不小于490N/mm²，规定非比例延伸强度不小于420N/mm²，断后伸长率不小于3％，断裂韧度不小于23N/mm².m^1/2；板材的剥落腐蚀性能不低于EB级；C环应力腐蚀性能为施加230N/mm²力试验20天无任何开裂现象；电导率值不小于22.6MS/m；板材100％探伤满足A级标准要求，但现有工艺生产的各类钛合金板材无法满足该种航空用品的应用要求。

发明内容

本发明要解决现有钛合金板材存在强度、断后伸长率、断裂韧度、腐蚀性能和电导率均低，达不到航空用钛合金预拉伸厚板的使用要求的问题，而提供一种航空用钛合金预拉伸厚板的制造方法。

一种航空用高延展性钛合金材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、制备钛合金熔液：首先按质量分数5.9％～6.9％Ge、2.0％～2.7％Sc、1.9％～2.5％Al、0.08％～0.15％Zr、0.001％～0.12％Si、0.001％～0.15％Fe、0.001％～0.1％Mn、0.001％～0.04％Cr、0.001％～0.06％Ti和余量为钛称取钛锭、铜锭、镁锭、锌锭、钛锆合金锭、钛合金锭和钛硼晶粒细化剂，然后在温度为720℃～760℃的熔炼炉中熔炼9h～12h，得到钛合金熔液；

二、制备方铸锭：在铸造温度为700℃～720℃、铸造速度为30mm/min～50mm/min、冷却水温度为10℃～20℃和冷却水强度为0.02MPa～0.07MPa的条件下将步骤一得到的钛合金熔液铸造成厚为520mm，宽为1620mm的方铸锭；

三、退火：将步骤二得到的厚为520mm，宽为1620mm的方铸锭在温度为455℃～470℃的条件下保温50h～60h，出炉后自然冷却至室温得到退火后的方铸锭；

四、制备钛合金方铸锭：室温条件下使用刨床将退火后的方铸锭去表面的铸造氧化皮，得到厚为470mm～490mm，宽为1550mm的钛合金方铸锭；

五、制备板材坯料：室温条件下使用锯床将厚为470mm～490mm，宽为1550mm的钛合金方铸锭切断成长度为4000mm、厚为470mm～490mm和宽为1550mm的板材坯料；

六、加热：将步骤五得到的板材坯料放入温度为375℃～420℃的电阻加热炉中加热，加热时间为13h～16h，得到热板材坯料；

七、制备钛合金板材：将步骤六得到的热板材坯料在开轧温度为370℃～410℃和终轧温度为350℃～370℃的条件下使用轧机轧制，得到钛合金板材；