[发明专利]一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材的制备方法，该Ti35钛合金无缝管材由以下质量含量的成分组成：Ta 5.5%~6.5%，Fe≤0.15%，C≤0.08%，N≤0.03%，H≤0.01%，O 0.08%~0.12%，余量为钛和不可避免的杂质；该方法将Ti35钛合金铸锭依次经锻造、斜轧穿孔、均匀化处理、热轧、冷轧和热处理，得到Ti35钛合金无缝管材。本发明通过均匀化处理提高管坯微区的组织成分均匀性，再结合热轧和冷轧，使得管材进一步减径和减薄且长度增加，减少了加工道次，提高了生产效率，有效保证了Ti35钛合金无缝管材的尺寸精度，提高了Ti35钛合金的材料利用率。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材及其制备方法。

背景技术

Ti35钛合金具有密度小、比强度高、焊接性能优良等优点，其最大特点是优异的耐硝酸腐蚀性能，在沸腾8mol硝酸溶液中腐蚀速率不超过0.1mm/a。大口径无缝管材作为设备制造中的常用结构件，尤其是压力容器或管路中，相比焊管具有更高的安全性，应用广泛。尤其是硝酸环境中的乏燃料后处理关键设备，对于大口径Ti35钛合金无缝管材更是有着迫切需求。

目前，现有制备大口径钛合金无缝管材的方法虽然很多，但工艺尚不成熟，生产成本高，尤其对于大口径、薄壁、长度6000mm以上的钛合金管材，尚无有效的生产方式。而Ti35钛合金作为含Ta的耐蚀钛合金，原材料价值大，加工过程的组织性能控制对腐蚀性能也有影响。因此，如何生产高质量薄壁、长度9000mm的大口径Ti35钛合金无缝管材是亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种大口径薄壁Ti35钛合金管材的制备方法。该方法通过对依次经锻造、斜轧穿孔得到的管坯进行均匀化处理提高其微区的成分均匀性，再结合热轧和冷轧，使得管材进一步减薄且口径增加，减少了加工道次，提高了生产效率，有效保证了Ti35钛合金无缝管材的尺寸精度，得到大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材，提高了Ti35钛合金的材料利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，该Ti35钛合金无缝管材由以下质量含量的成分组成：Ta5.5%~6.5%，Fe≤0.15%，C≤0.08%，N≤0.03%，H≤0.01%，O 0.08%~0.12%，余量为钛和不可避免的杂质；该方法包括以下步骤：

步骤一、棒坯制备：将Ti35钛合金铸锭进行锻造得到棒坯；

步骤二、管坯制备：将步骤一中得到的棒坯进行斜轧穿孔，得到管坯；

步骤三、管坯处理：将步骤二中得到的管坯进行均匀化处理，然后进行表面处理；

步骤四、管坯热轧：将步骤三中经表面处理后的管坯进行热轧，然后经内、外表面修磨，得到热轧管坯；

步骤五、管坯冷轧：将步骤四中得到的热轧管坯进行冷轧，得到冷轧管坯；

步骤六、成品制备：将步骤五中得到的冷轧管坯热处理后依次进行矫直、检测和切定尺，得到Ti35钛合金无缝管材；所述Ti35钛合金无缝管材的口径为168mm~466mm，壁厚为6mm~12mm。

本发明将含有高熔点、高比重Ta元素的Ti35钛合金铸锭锻造得到棒坯，然后采用斜轧穿孔的方式制成管坯，通过对管坯进行均匀化处理提高其微区的组织成分均匀性，再依次进行热轧和冷轧，使得管材进一步减径和减薄且长度增加，减少加工道次，提高生产效率，有效保证了Ti35钛合金无缝管材的尺寸精度，得到大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材，提高了Ti35钛合金的材料利用率。

上述的一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述锻造的火次不少于5次。该优选的锻造火次有利于提高棒坯组织的均匀性。