[发明专利]一种TA5钛合金板及其制备方法与应用

说明书

本发明属于钛合金板材制备技术领域，具体涉及一种TA5钛合金板及其制备方法与应用。本发明通过对开坯轧制、表面处理、二火轧制、表面处理、三火轧制、热处理和表面处理等关键工序进行优化改善，得到了性能优良的TA5合金板材，该板材组织均匀，室温抗拉强度R_m≥725Mpa，屈服强度R_p0.2≥650Mpa，A≥16％，弯芯直径D＝3T，最大冷弯角α_max＝180°，最大冷弯角提升95～100°，可用于制造海洋装备，且本发明设备及工艺简单，可实现批量生产。

技术领域

本发明属于钛合金板材制备技术领域，具体涉及一种TA5钛合金板及其制备方法与应用。

背景技术

TA5钛合金因具有强度高、耐腐蚀等优良特性，被广泛用于舰船烟囱蒙皮、桅杆等零部件。冷卷成型是TA5钛合金板加工生产中的一种重要成型工艺，冷弯性能是表征板材成型能力的一个重要指标。按照国标GB/T 3621，厚度不超过5mm的TA5板，要求弯芯直径D等于3倍板材厚度，60°弯曲试样表面不出现可见裂纹，但随着海洋装备的不断升级，60°已不足以满足高端装备的需求，因此需通过一定的措施来提高TA5板材的冷弯性能。影响板材冷弯性能的主要因素有成分、夹杂物、组织及表面缺陷等，目前对于钢材冷弯性能的研究较为成熟，如文献《板坯质量和工艺对热轧板卷冷弯性能的影响》研究了化学成分、金相组织以及轧制工艺对钢板冷弯性能的影响；公开号为CN 107937815A的专利通过对成分、热轧工艺以及晶粒度的控制得到了冷弯性能良好的钢板，但关于改善钛合金冷弯性能的措施与方法尚未见诸国内文献及专利。因此，为满足日益升级的海洋装备需求，有必要通过对生产工艺的优化来提升TA5钛合金板的冷弯性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种TA5钛合金板的制备方法，该方法通过对关键工序进行优化改善，得到了性能优良的TA5钛合金板材。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的TA5钛合金板，该TA5钛合金板组织均匀、室温抗拉强度R_m≥725Mpa，屈服强度R_p0.2≥650Mpa，延伸率A≥16％、弯芯直径D＝3T，最大冷弯角α_max＝180°。

本发明的再一目的在于提供上述TA5钛合金板的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种TA5钛合金板的制备方法，包含如下步骤：

(1)开坯轧制：板坯开坯轧制，得到一火板；其中，一火加热温度为T_β-(20～50℃)(铸锭相变点以下20～50℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧程变形量为40～90％，终轧温度≥750℃；

(2)表面处理：对步骤(1)制得的一火板进行表面处理；

(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，即轧制方向与一火轧制方向垂直，二火加热温度为T_β-(50～100)℃，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧程变形量为40～85％，终轧温度≥600℃；其中，对于目标厚度≥5mm的成品钛板，此火次可直接轧至成品厚度，直接转至步骤(6)；

(4)表面处理：对步骤(3)制得的二火板进行表面处理；

(5)三火轧制：对步骤(4)中表面处理后的二火板进行三火单向轧制，三火加热温度为T_β-(50～100)℃，保温系数为1.0±0.1min/mm，轧程变形量为40～80％，终轧温度≥500℃；

(6)热处理：大气气氛下对步骤(3)制得的二火板或步骤(5)制得的三火板进行退火处理，然后直接进行热矫形；

(7)表面处理：对步骤(6)热处理后的板材进行表面处理，得到TA5钛合金板；