[发明专利]一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用，属于金属加工技术领域。将金属坯料的待贴合面进行铣削，得到预处理金属坯料；所述金属坯料为含易偏析元素的金属坯料或者不含易偏析元素的金属坯料；将不少于两块的所述预处理金属坯料进行叠层，然后在真空条件下，将所得叠层四周进行电子束焊接，得到预制坯；将所述预制坯进行热等静压处理，得到坯料。本发明通过热等静压处理，实现坯料之间结合的同时，可使含易偏析元素的金属材料成分更加均匀，还可以消除局部小孔洞、疏松缺陷，得到含易偏析元素的大规格金属坯料和超大规格金属坯料。

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着海洋、核电、化工等领域对超大规格加工材提出了迫切的需求，因为，超大加工材可减少装备制造时的焊缝，进而提高装备的性能和寿命。但是对于大规格板材的制备来说存在的瓶颈问题是坯料如何做大。

由于含易偏析元素的合金熔炼时锭型越大，成分偏析越严重，如含Fe、Cr较多的钛合金及镍基高温合金难以获得大规格坯料；受熔炼吨位的限制，无法通过真空自耗电弧熔炼制备出12t以上的钛、18t以上的锆，无法通过真空感应+电渣重熔熔炼制备出5t以上的镍，无法通过真空电子束熔炼制备出2t以上的铌、钽等超大规格金属坯料；生产层状金属复合板主要是采用爆炸焊接、爆炸焊接+轧制的方法。其中爆炸焊接和爆炸焊接+轧制这两种生产方法对环境的污染较大，且得到的复合板规格有限；轧制复合法的关键是防止待复合表面在加热或轧制时发生严重氧化，一旦发生氧化，复层金属与基层就不会产生结合，或者即使结合了其剪切强度也不会高，没有使用价值。基于以上三方面，急需开发出一种制备大规格、超大规格金属坯料的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法能够制得含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料，可为高效、低成本地生产复合板、复合卷提供大规格优质坯料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料的制备方法，包括以下步骤：

将金属坯料的待贴合面进行铣削，得到预处理金属坯料；所述金属坯料为含易偏析元素的金属坯料或者不含易偏析元素的金属坯料；

将不少于两块的所述预处理金属坯料进行叠层，然后在真空条件下，将所得叠层四周进行电子束焊接，得到预制坯；

将所述预制坯进行热等静压处理，得到坯料，当所述金属坯料为含易偏析元素的金属坯料时，得到的坯料为含易偏析元素的大规格金属坯料，当所述金属坯料为不含易偏析元素的金属坯料时，得到的坯料为超大规格金属坯料。

优选地，所述含易偏析元素的金属坯料包括第一钛合金坯料或第一镍合金坯料，所述第一钛合金坯料中含有的易偏析元素包括Fe、Cr、W、Nb、Ta和Mo中的一种或多种，所述第一镍合金坯料中含有的易偏析元素包括W、Mo、Nb和Ta中的一种或多种；

所述不含易偏析元素的金属坯料包括第二钛合金坯料、第二镍合金坯料、锆合金坯料、铌合金坯料、钽合金坯料、碳钢坯料和不锈钢坯料中的一种或多种，所述第二钛合金坯料不含有Fe、Cr、W、Nb、Ta和Mo，所述第二镍合金坯料不含有W、Mo、Nb和Ta。

优选地，所述金属坯料为铸造得到的坯料、熔炼得到的坯料、熔炼后再经锻造得到的坯料或熔炼、锻造后经过轧制的坯料。

优选地，所述熔炼得到的坯料为凝壳炉熔炼的坯料、EB炉熔炼的坯料、感应炉熔炼的坯料或真空电子束熔炼的坯料。

优选地，所述电子束焊接为直接进行焊接或者加封条进行焊接。