[发明专利]100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材及其制备方法

权利要求书

1.一种100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材，其特征在于，其组份按质量百分比计为：Al：3.0～6.0wt.％；Mo：3.0～5.5wt.％；V：3.0～5.5wt.％；Cr：0.1～2.0wt.％；Fe：0.1～2.0wt.％；O：≤0.20wt.％；N：≤0.10wt.％；C：≤0.10wt.％；余量为Ti和不可避免的杂质；所述100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的上述所有组份的原料为纯钛残料和钛合金残料；其中，所述纯钛残料为TA1、TA2、TA3、TA4中的一种或多种，所述钛合金残料为TA11、TA18、TB2、TB6、TC4、TC6、TC18的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材，其特征在于，所述纯钛残料的状态包括棒材、板材、管材、锻件中的一种或多种；所述钛合金残料的状态包括棒材、板材、管材、锻件的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材，其特征在于，所述100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的拉伸强度大于1150MPa。

4.一种100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤S1、根据需要进行钛合金的组份设计，并按该组份的质量百分比收集相应的纯钛残料与钛合金残料作为原材料；

步骤S2、将所述原材料进行初处理，所述初处理包括酸碱洗、打磨、去除表面氧化层及残留物；

步骤S3、将经所述初处理后的所述原材料根据形状、规格进行分类处理；

步骤S4、将分类处理后的所述原材料按照电极制备要求进行拼焊或捆绑，得到满足VAR炉熔炼要求的自耗电极；

步骤S5、将所述自耗电极仅经一次VAR炉熔炼，得到钛合金铸锭；

步骤S6、将所述钛合金铸锭在相变点以上进行开坯锻造，得到板坯；

步骤S7、将所述板坯进行若干火次的轧制，得到成品板材；

步骤S8、将所述成品板材进行热处理，得到所述100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材；其中，该热处理如下：先进行固溶处理，水冷、空冷或炉冷；然后进行时效处理，水冷、空冷或炉冷。

5.根据权利要求4所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述VAR炉熔炼的熔炼电压为20～40V，熔炼电流为10～30kA，所述钛合金铸锭规格为Φ400mm-Φ1040mm。

6.根据权利要求4所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述板坯的开坯锻造参数如下：铸锭加热温度为1000～1200℃，加热时间为3～6小时，变形量为50％～90％。

7.根据权利要求6所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，锻造时作用的平砧先进行预热，预热温度为300℃～500℃。

8.根据权利要求4所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述成品板材的轧制参数如下：所述成品板材的成品轧制温度为800～840℃，加热时间为0.5～1.5小时，变形量为50～70％。

9.根据权利要求4所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述热处理为：固溶处理：(700～760)℃/(0.5～2)h，水冷、空冷或者炉冷；时效处理：(500～560)℃/(3～8)h，水冷、空冷或者炉冷。

10.根据权利要求4所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据需要进行钛合金的组份设计，为根据权利要求1所述的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材进行设计；该制备方法制备的100％返回炉料制备低成本高强度钛合金板材的拉伸强度大于1150MPa。