[发明专利]一种宽幅TC4钛合金坯料的二火轧制方法

说明书

本发明公开了一种宽幅TC4钛合金坯料的二火轧制方法，所述方法包括加热和轧制工序；所述加热工序，TC4钛合金坯料入炉温度500～550℃、保温2～3h，再用1.5～2.0h快速升温至940～1000℃保温5～6h，最后再升温到1050～1150℃保温1～2h。本发明根据TC4钛合金在高温状态下的物理特性，通过设定适当的加热和均热工艺，并在轧制过程中采用抢温快轧，避水轧制，有效防止了钛合金坯料在开坯轧制过程中温降导致的扣头、上翘以及边部折叠现象，大大减小了对轧辊的伤害。本发明二火轧制的宽幅TC4钛合金综合性能优良，性能合GB/T3621的要求，提升了成材率和生产效率，满足了后续生产特殊产品的需求。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种宽幅TC4钛合金坯料的二火轧制方法。

背景技术

TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度被广泛用于航空航天、海洋石油开发、化工、医疗等领域。随着钛及钛合金在航空航天、舰船、化工、汽车、体育等领域的广泛应用，宽厚TC4板坯需求量越来越大，因此钛合金坯料热加工工艺的研究和开发工作显现的非常重要；而超宽钛合金坯料的开坯轧制工艺是其它尺寸轧制的前提。

然而，目前国内TC4钛合金的主要宽度在1000～2500mm左右，对宽副TC4钛合金二火轧制工艺国内还没有。由于3800～3900mm宽钛合金坯料在电阻炉内无法装炉加热，因此必须在连续式气体炉内加热。TC4钛合金相变点较低，如果加热温度及轧制工艺控制不好，轧制过程中极易产生较深的表面裂纹，及边部炸裂等缺陷导致板坯废，尤其是越宽越厚的钛合金轧制过程中越容易出现缺陷。本发明通过对原始TC4钛合金加热轧制工艺进行改进，由原来的直接入炉保温，改成分段式加热保温；且加热温度由原来的最高1000℃，升温到1150℃。最终成功轧制出超宽幅TC4钛合金成品料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种宽幅TC4钛合金坯料的二火轧制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种宽幅TC4钛合金坯料的二火轧制方法，所述方法包括加热和轧制工序；所述加热工序，TC4钛合金坯料入炉温度500～550℃、保温2～3h，再用1.5～2.0h快速升温至940～1000℃保温5～6h，最后再升温到1050～1150℃保温1～2h。

本发明所述加热工序，TC4钛合金坯料在微正压、弱氧化性气氛下的均热炉进行加热，微正压为5～15Pa，弱氧化性气氛的氧气含量为2～5%。

本发明所述加热工序，TC4钛合金坯料装炉时，其边部距炉门≥2m。

本发明所述轧制工序，轧制过程采用抢温快轧，全程避水轧制。

本发明所述轧制工序，前三道次每道次轧制压下率为5～6%。

本发明所述TC4钛合金坯料厚度为200～220mm，宽度为3800～3900mm。

本发明所述TC4钛合金坯料二火轧制成品板厚度为42～46mm，宽度为3800～3900mm。

本发明宽幅TC4钛合金产品性能参考GB/T3621。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明根据TC4钛合金在高温状态下的物理特性，通过设定适当的加热和均热工艺，并在轧制过程中采用避水轧制，有效防止了钛合金坯料在开坯轧制过程中温降导致的扣头、上翘以及边部开裂、折叠现象，大大减小了对轧辊的伤害。2、本发明二火轧制的宽幅TC4钛合金综合性能优良，性能合GB/T3621的要求；其中屈服强度在840～860MPa、抗拉强度在920～940MPa，延伸率在10%以上。3、本发明轧制的宽幅TC4钛合金产品表面裂纹较少，上下表面总共扒皮厚度≤3mm，头尾及边部没有折叠及炸裂，所以头尾及边部切损为零，大大提升了成材率，满足了后续生产特殊产品的需求。