[发明专利]一种大尺寸TZM合金板材的制备工艺

说明书

本发明公开了一种大尺寸TZM合金板材的制备工艺，包括以下步骤：（1）制备烧结板坯：采用粉末冶金方法制成TZM烧结板坯；（2）包套焊接：将钢板焊接成包套，将TZM烧结板坯包覆于包套内，板坯与包套之间存在间隙；（3）轧制：在氢气气氛下用硅钼棒炉对包套和板坯加热，在1400‑1450℃温度下保温1.5‑2.5h，接着在四辊可逆轧机进行三道次轧制，总变形量为55%‑65%；（4）退火：轧制完成后放入硅钼棒加热炉中，在氢气气氛条件下，在1250℃‑1300℃温度下保温40‑60min；（5）检验即得。本发明所得大尺寸TZM合金板材力学性能优异，无明显表面及内部质量缺陷，适合耐热耐压环境下使用。

技术领域

本发明属于合金板材轧制技术领域，具体涉及一种大尺寸TZM合金板材的制备工艺。

背景技术

火箭喷管的性能直接影响发动机整体性能，在整个喷管中喉衬部位所要经受的温度和压力最大，制造材料的选择至关重要，TZM钼合金具有耐高温、耐烧蚀、耐热机械冲击等一系列优良性能，是喉衬的优选材料。市场对TZM合金板材的需求正向高性能、大尺寸方向发展，当作为火箭喷管喉衬的耐热耐压结构件时，整体大尺寸的板材由于组织连续，性能优于采用拼接方式（如焊接、铆接等）制作的板材性能。因此，大尺寸TZM合金板材的制备具有重要的意义。

由于TZM合金塑脆转变温度较高，低温塑性差，现有制备工艺轧制过程中温降快，为了保证终轧温度，必须遵循一火一道次轧制原则，导致频繁回炉补热且补热时间长，生产效率低下，且容易造成表面氧化严重，对板材最终质量有不利影响，补热次数多时间长也会造成最终晶粒尺寸粗大；另外温降快导致板材各部位间温度不均（如内外温差大），轧制时各部位产生不均匀变形，易发生开裂、分层、翘曲等各种缺陷，合格率低。而且轧制板材尺寸越大，温降越快，轧制时各部位越容易变形不均匀，产生缺陷机率越大。

公告号为CN101532108B的中国专利公开了一种钼合金及其制造方法，是通过以下步骤实现的：按配置 100KgTZM 粉末计算得出 C、Ti、Zr 的具体添加量：光学纯碳粉＝100×（0.01％-0.03％）＝10g-30g；TiH＝100×（0.4％-0.55％）＝400g-550g；ZrH＝100×（0.121％-0.2％）＝121g-200g；MoO₂＝133.33Kg；二 氧 化 钼（MoO₂）固-固掺杂法；合金钼粉还原工艺；合金钼粉合批工艺；TZM 粉末的等静压制；TZM压制品烧结；热锻造；热轧制；该发明的有益效果是：能制造出性能均匀高强度和高延性的TZM 板、棒、块原料。但是，该专利热轧制为传统的轧制方法，容易产生轧制缺陷，不适合大尺寸板材轧制。

公开号为CN105950932A的中国专利申请公开了一种具有涂层的钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5-2％的Mo₅Si₃/Y₂O₃；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相。该方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。但是，该专利钼合金板材的轧制方式为传统的轧制方式，不适合大尺寸TZM合金板材的轧制。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种大尺寸TZM合金板材的制备工艺，所得TZM合金板材质量优异。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大尺寸TZM合金板材的制备工艺，包括以下步骤：

（1）制备烧结板坯：采用粉末冶金方法制成TZM烧结板坯；

（2）包套焊接：将钢板焊接成包套，将TZM烧结板坯包覆于包套内，板坯与包套之间存在间隙；