[发明专利]一种高强度T9S钛合金板材的制备方法

权利要求书

1.一种高强度T9S钛合金板材的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

步骤一、选用零级海绵钛、铝钒合金、铝硅合金、铝豆及二氧化钛进行配料并压制电极，采用氩弧焊机进行电极组焊，使用真空自耗电弧炉进行熔炼，熔炼次数为不少于2次，熔炼后将铸锭冒口切除，铸锭表面用车床扒皮，在铸锭头、中、尾分别取样，检测化学成分；

步骤二、采用快锻机或油压机对铸锭进行锻造，至少进行三次镦拔，通过金相法测定铸锭β转变温度T_β，锻造完坯料铣面后得到80~150mm轧制用板坯，板坯超声波探伤检验不低于GB/T5193~2007标准A级；

步骤三、在步骤二中的板坯上下表面焊接包覆一层0.6~1.5mm厚的纯钛薄板，纯钛薄板的长宽与板坯相同；

步骤四、钛合金板材经过三或四火次轧制成形，其中一火次轧制后对其进行修磨，修磨后的半成品经过二火轧制后在温度500~700℃下进行时效强化热处理，热处理完在表面进行喷砂酸洗或碱酸洗以及二次修磨，然后三火轧制成成品板材，对成品表面再次喷砂酸洗或碱酸洗后，定尺剪切成两张长宽规格相同的板材，将两张板材叠在一起，使用氩弧焊机将边部焊接在一起制得叠轧坯料，对叠轧坯料四火轧制成成品板材，其中四火次轧制的具体方法为：

一火次轧制具体方法及轧制条件：一火坯料加热温度为T_β+(0~40)℃，保温时间按1.5±0.2min/mm计算，一火道次变形率5~25%，火次变形率70~90%，轧辊温度60~150℃，需提前热辊，经8~14道次轧至一火目标厚度；二火次轧制具体方法及轧制条件：二火坯料加热温度为T_β- (40~80) ℃，保温时间按1.3±0.2min/mm计算，二火道次变形率5~20%，火次变形率45~65%，轧辊温度50~110℃，需提前热辊，轧制方向与一火轧制方向平行，经5~9道次轧至目标厚度；三火次轧制的具体方法及轧制条件：三火坯料加热温度为T_β- (60~100) ℃，保温时间按1.2±0.2min/mm计算，三火道次变形率4~19%，火次变形率30~50%，轧辊温度50~110℃，需提前热辊，轧制方向与二火轧制方向平行，经3~6道次轧至目标厚度，对于厚度≥4mm规格板材，三火可直接轧制到成品厚度规格；四火次轧制的具体方法及轧制条件：四火叠轧坯料加热温度为T_β-(60~100) ℃，保温时间按1.2±0.2min/mm计算，四火道次变形率4~15%，火次变形率20~40%，轧辊温度50~110℃，需提前热辊，轧制方向与三火次轧制方向平行，经3~6道次轧至目标厚度，对于厚度为2.5~4mm规格的薄板和需要厚度≤4.0mm的冷轧薄板提供坯料的板材,四火可轧制到成品厚度规格；

步骤五、对步骤四中的成品板材进行大气退火处理，退火温度为700~800℃，保温时间30~60min，保温结束出炉空冷；

步骤六、采用喷砂酸洗或碱酸洗去除步骤五中成品坯料的表面氧化皮，修磨去除裂纹、凹坑缺陷后定尺得到不同规格的高强度T9S板材。

2.如权利要求1所述的一种高强度T9S钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的铸锭化学成分氧质量分数控制在0.07~0.14%，铁质量分数控制在0.15~0.35%，氢质量分数控制在0.02%以下。

3.如权利要求1所述的一种高强度T9S钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤二中三火次锻造具体方法及锻造条件为：一火锻造坯料加热温度为T_β+(100~200)℃，镦拔次数不少于2次，每个镦粗或拔长的变形率≥37%；二火锻造坯料加热温度T_β+(0~60)℃，镦拔次数不少于1次，每个镦粗或拔长的变形率≥37%；三火锻造坯料加热温度T_β-(20~80)℃，火次总变形率控制在100~180%，随后坯料进行整形，整形锻造坯料加热温度为T_β- (20~80)℃，其中，每火次锻造后坯料修磨后再进行下火次锻造。