一種ta6鈦合金寬幅薄板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，該方法為：一、制備復(fù)合板材；二、第一加熱處理；三、將復(fù)合板材進(jìn)行第一火次軋制，得到第一半成品板材；四、第二加熱處理；五、將第一半成品板材進(jìn)行第二火次軋制，得到第二半成品板材；六、打磨處理后進(jìn)行第三加熱處理；七、將第二半成品板材進(jìn)行第三火次軋制，得到第三半成品板材；八、將第三半成品板材進(jìn)行退火處理；九、將第三半成品板材進(jìn)行溫軋，得到厚度為2mm～4mm，寬度為1200mm～1500mm的TA6鈦合金寬幅薄板。本發(fā)明能夠有效減少TA6鈦合金板材加工過程中出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，力學(xué)性能優(yōu)良，成材率也較高，且制備方法簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鈦合金板材加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]TA6 (Τ?-5Α1)鈦合金是一種α型鈦合金，具有良好的焊接性和耐蝕性，在退火狀態(tài)下具有中等強(qiáng)度和足夠的塑性，板材可進(jìn)行冷沖壓，適用于在400°C以下和存在浸蝕介質(zhì)的環(huán)境中工作，大多用于航空部門的高溫結(jié)構(gòu)部件及導(dǎo)彈彈頭蒙皮、常規(guī)武器裝備的結(jié)構(gòu)件等，目前在我國新一代的高性能新型戰(zhàn)斗機(jī)上已獲得小批量應(yīng)用，但其板幅較窄(一般冷軋板寬度< 750_)。
[0003]近年來我國航空用鈦需求量逐漸增長，尤其是寬幅鈦合金板材，因此該合金寬幅板材的用量也將會增加。另外，TA6板材的加工塑性差，加工溫度窗口較小，且對加工溫度特別敏感，加工過程中控制不準(zhǔn)確易出現(xiàn)裂紋，或是出現(xiàn)嚴(yán)重的波浪，加工難度大，寬幅板材的生產(chǎn)難度更大。而鈦合金薄板的生產(chǎn)工藝為多個熱軋程+多個冷軋程，其中傳統(tǒng)的鈦合金板材熱軋工藝為將板坯直接進(jìn)行加熱和軋制，然后將經(jīng)多個熱軋程軋制的板材進(jìn)行退火和表面處理后進(jìn)行冷軋得到成品板材。目前通過傳統(tǒng)方法制備高質(zhì)量的TA6寬幅薄板困難很大，主要不足之處是材料加工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)較多的裂紋等缺陷，且伴有組織不均勻、產(chǎn)品性能指標(biāo)不穩(wěn)定和成材率較低的缺點(diǎn)，因此傳統(tǒng)加工方法不適用于TA6鈦合金寬幅薄板的制備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，該方法能夠有效減少TA6鈦合金板材加工過程中出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，力學(xué)性能優(yōu)良，成材率也較高，且制備方法簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、在厚度為150_?200mm，寬度為1000mm?1500mm，長度為1000mm?1500mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為0.6mm?1.0mm，所述純鈦板材的寬度比TA6鈦合金板材的寬度大20cm?30cm，所述純鈦板材的長度比TA6鈦合金板材的長度大20cm?30cm ；
[0007]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上50°C?100°C的條件下保溫180min?240min進(jìn)行第一加熱處理；
[0008]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于900°C的條件下進(jìn)行第一火次乳制，得到厚度為40mm?50mm，寬度為1200mm?1500mm的第一半成品板材；所述第一火次乳制的乳制速率為2m/s?4m/s ；
[0009]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下30°C?50°C的條件下保溫30min?50min進(jìn)行第二加熱處理；
[0010]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于820°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為12mm?15mm，寬度為1200mm?1500mm的第二半成品板材；所述第二火次乳制的乳制速率為2m/s?4m/s ；
[0011]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下50°C?70°C的條件下保溫30min?50min進(jìn)行第三加熱處理；
[0012]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于750°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為3.5mm?5mm，寬度為1200mm?1500mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制的軋制速率為2m/s?4m/s ；
[0013]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為750°C?800°C的條件下退火處理30min?50min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0014]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I?2個乳程的溫乳，得到厚度為2mm?4mm，寬度為1200mm?1500mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為350°C?400°C。
[0015]上述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述純鈦板材的牌號為TAl或TA2。
[0016]上述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述第一火次軋制的道次變形率為10%?35%。
[0017]上述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述第二火次軋制的道次變形率為10%?35%。
[0018]上述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟七中所述第三火次軋制的道次變形率為10%?35%。
[0019]上述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟九中每個所述軋程中溫軋的累計變形率為20%?30%，所述溫軋的道次變形率為5%?10%。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、本發(fā)明的方法能夠有效減少TA6鈦合金板材加工過程中出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，力學(xué)性能優(yōu)良，成材率也較高，且制備方法簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0022]2、本發(fā)明采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，且在第二火次軋制后將第二半成品板材上下表面的純鈦層打磨去除掉，該工藝過程減少了熱軋加工過程中TA6鈦合金板材表面溫度的降低，有效的減少了熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，也起到了保護(hù)板材表面的作用。
[0023]3、本發(fā)明在對TA6鈦合金板材進(jìn)行軋制加工的過程中，采用較高的TA6鈦合金板材開坯軋制溫度和快速軋制的方式，均有利于避免因板材軋制過程中因溫度降低而引起的表面或內(nèi)部開裂的問題，此外，本發(fā)明的制備方法中采用大型熱軋機(jī)和冷軋機(jī)，也易于實(shí)現(xiàn)大變形的軋制，有利于TA6鈦合金板材的晶粒充分破碎，獲得組織均勻、力學(xué)性能優(yōu)良的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0024]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0026]圖2為對比例I制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0028]圖4為對比例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0029]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0030]圖6為對比例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0031]圖7為本發(fā)明實(shí)施例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0032]圖8為對比例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0033]圖9為本發(fā)明實(shí)施例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。
[0034]圖10為對比例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片。

【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1
[0036]本實(shí)施例制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法包括以下步驟:
[0037]步驟一、在厚度為180mm，寬度為1000mm，長度為1200mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為1.0mm，寬度為1030cm，長度為1230cm，所述純鈦板材的牌號為TAl ；
[0038]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于推鋼式天然氣加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上70°C的條件下保溫200min進(jìn)行第一加熱處理；
[0039]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為920°C的條件下進(jìn)行第一火次軋制，得到厚度為45mm，寬度為1250mm的第一半成品板材；所述第一火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:28%，25%，18%，16%，15%，12%和10%，所述第一火次軋制的軋制速率為2m/s ；
[0040]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下30°C的條件下保溫50min進(jìn)行第二加熱處理；
[0041]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為920°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為15mm，寬度為1250mm的第二半成品板材；所述第二火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:35%，
19%，12 %，11 %，10 %和10 %，所述第二火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0042]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下50°C的條件下保溫40min進(jìn)行第三加熱處理；所述著色滲透檢驗(yàn)合格為:打磨處理后的第二半成品板材表面無裂紋；
[0043]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為850°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為5mm，寬度為1250mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:35%，18 %，12 %，11 %，10 %和10 %，所述第三火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0044]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為800°C的條件下退火處理50min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0045]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I個軋程的溫軋，得到厚度為4mm，寬度為1250mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為380°C，累計變形率為20%，所述溫軋共分3道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:10%，7%和5%o
[0046]圖1為實(shí)施例1制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖1中可以看出，實(shí)施例1制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒均勻細(xì)小，晶粒尺寸約為22 μm，本實(shí)施例中采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，軋制過程中可有效避免TA6鈦合金板材因表面溫度降低而引起的微裂紋的產(chǎn)生，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，成材率達(dá)到80%。
[0047]本實(shí)施例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為757MPa，屈服強(qiáng)度為698MPa，斷后伸長率為22%，均滿足國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
[0048]對比例I
[0049]對比例I制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法與實(shí)施例1相同，其中的不同之處在于:步驟一中不在TA6鈦合金板材上下表面爆炸復(fù)合一層純鈦板材。
[0050]圖2為對比例I制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖2中可以看出，對比例I制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒尺寸約為37 μm，相對比較粗大。
[0051]本對比例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為717MPa，屈服強(qiáng)度為652MPa，斷后伸長率為17%，說明實(shí)施例1采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，能夠有效的減少熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備得到組織均勻且具有更好綜合力學(xué)性能的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0052]實(shí)施例2
[0053]本實(shí)施例制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法包括以下步驟:
[0054]步驟一、在厚度為150mm，寬度為1200mm，長度為1200mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為0.8mm，寬度為1220cm，長度為1220cm，所述純鈦板材的牌號為TA2 ；
[0055]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于推鋼式天然氣加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上50°C的條件下保溫ISOmin進(jìn)行第一加熱處理；
[0056]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為910°C的條件下進(jìn)行第一火次軋制，得到厚度為40mm，寬度為1500mm的第一半成品板材；所述第一火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:35%，25%，14 %，11 %，10 %，10 %和10 %，所述第一火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0057]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下40°C的條件下保溫45min進(jìn)行第二加熱處理；
[0058]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為840°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為12_，寬度為1500_的第二半成品板材；所述第二火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，20%，15%，12%，11%，10%和10%，所述第二火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0059]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下60°C的條件下保溫30min進(jìn)行第三加熱處理；所述著色滲透檢驗(yàn)合格為:打磨處理后的第二半成品板材表面無裂紋；
[0060]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為780°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為4mm，寬度為1500mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，21 %，14 %，12 %，11 %和10 %，所述第三火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0061]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為78O °C的條件下退火處理40min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0062]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I個軋程的溫軋，得到厚度為3mm，寬度為1500mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為350°C，累計變形率為25%，所述溫軋共分4道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:10%，8%，5%，和 5%o
[0063]圖3為實(shí)施例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖2中可以看出，實(shí)施例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒均勻細(xì)小，晶粒尺寸約為20 μm，本實(shí)施例中采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，軋制過程中可有效避免TA6鈦合金板材因表面溫度降低而引起的微裂紋的產(chǎn)生，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，成材率達(dá)到75%。
[0064]本實(shí)施例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為765MPa，屈服強(qiáng)度為709MPa，斷后伸長率為22%，均滿足國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
[0065]對比例2
[0066]對比例2制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法與實(shí)施例2相同，其中的不同之處在于:步驟一中不在TA6鈦合金板材上下表面爆炸復(fù)合一層純鈦板材。
[0067]圖4為對比例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖4中可以看出，對比例2制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒尺寸約為32 μm，相對比較粗大。
[0068]本對比例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為719MPa，屈服強(qiáng)度為661MPa，斷后伸長率為19%，說明實(shí)施例2采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，能夠有效的減少熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備得到組織均勻且具有更好綜合力學(xué)性能的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0069]實(shí)施例3
[0070]本實(shí)施例制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法包括以下步驟:
[0071]步驟一、在厚度為200mm，寬度為1200mm，長度為1500mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為1.0mm，寬度為1225cm，長度為1525cm，所述純鈦板材的牌號為TA2 ；
[0072]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于推鋼式天然氣加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上100°c的條件下保溫240min進(jìn)行第一加熱處理；
[0073]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為910°C的條件下進(jìn)行第一火次軋制，得到厚度為50mm，寬度為1300mm的第一半成品板材；所述第一火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:35%，30%，20%，15%，10%和10%，所述第一火次軋制的軋制速率為4m/s ；
[0074]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下50°C的條件下保溫50min進(jìn)行第二加熱處理；
[0075]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為820°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為13mm，寬度為1300mm的第二半成品板材；所述第二火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，25 %，20 %，15 %，10 %，10 %和10 %，所述第二火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0076]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下70°C的條件下保溫35min進(jìn)行第三加熱處理；所述著色滲透檢驗(yàn)合格為:打磨處理后的第二半成品板材表面無裂紋；
[0077]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為750°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為3.5mm，寬度為1300mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，21%，18%，16%，12%，11%和10%，所述第三火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0078]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為75O °C的條件下退火處理30min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0079]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行2個軋程的溫軋，得到厚度為2mm，寬度為1300mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為400°C，兩個軋程溫軋的累計變形率分別為20%和30%，第一軋程溫軋共分3道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:9%，6.5%和6%，第二軋程溫軋共分4道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:10%，7%，6%和5%。
[0080]圖5為實(shí)施例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖5中可以看出，實(shí)施例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒均勻細(xì)小，晶粒尺寸約為18 μm，本實(shí)施例中采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，軋制過程中可有效避免TA6鈦合金板材因表面溫度降低而引起的微裂紋的產(chǎn)生，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，成材率達(dá)到75%。
[0081]本實(shí)施例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為760MPa，屈服強(qiáng)度為698MPa，斷后伸長率為25%，均滿足國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
[0082]對比例3
[0083]對比例3制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法與實(shí)施例3相同，其中的不同之處在于:步驟一中不在TA6鈦合金板材上下表面爆炸復(fù)合一層純鈦板材。
[0084]圖6為對比例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖6中可以看出，對比例3制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒尺寸約為32 μm，相對比較粗大。
[0085]本對比例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為708MPa，屈服強(qiáng)度為653MPa，斷后伸長率為19.5%，說明實(shí)施例3采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，能夠有效的減少熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備得到組織均勻且具有更好綜合力學(xué)性能的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0086]實(shí)施例4
[0087]本實(shí)施例制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法包括以下步驟:
[0088]步驟一、在厚度為160mm，寬度為1500mm，長度為100mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為0.7mm，寬度為1528cm，長度為1025cm，所述純鈦板材的牌號為TA2 ；
[0089]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于推鋼式天然氣加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上80°C的條件下保溫200min進(jìn)行第一加熱處理；
[0090]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為900°C的條件下進(jìn)行第一火次軋制，得到厚度為50_，寬度為1200_的第一半成品板材；所述第一火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，20%，18%，16%，10%和10%，所述第一火次軋制的軋制速率為3m/s ；
[0091]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下35°C的條件下保溫50min進(jìn)行第二加熱處理；
[0092]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為850°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為14mm，寬度為1200mm的第二半成品板材；所述第二火次軋制共分7道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:30%，
20%，18 %，16 %，11 %，10 %和10 %，所述第二火次軋制的軋制速率為2m/s ；
[0093]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下55°C的條件下保溫50min進(jìn)行第三加熱處理；所述著色滲透檢驗(yàn)合格為:打磨處理后的第二半成品板材表面無裂紋；
[0094]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為800°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為4.5mm，寬度為1200mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:28%，20%，18%，15%，11%和10%，所述第三火次軋制的軋制速率為2m/s ；
[0095]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為76O °C的條件下退火處理45min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0096]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I個軋程的溫軋，得到厚度為3.5mm,寬度為1200_的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為360°C，累計變形率為22.2%，所述溫軋共分4道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:7%，7%，5.5%和5%。
[0097]圖7為實(shí)施例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖7中可以看出，實(shí)施例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒均勻細(xì)小，晶粒尺寸約為20 μm，本實(shí)施例中采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，軋制過程中可有效避免TA6鈦合金板材因表面溫度降低而引起的微裂紋的產(chǎn)生，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，成材率達(dá)到79%。
[0098]本實(shí)施例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為767MPa，屈服強(qiáng)度為715MPa，斷后伸長率為24%，均滿足國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
[0099]對比例4
[0100]對比例4制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法與實(shí)施例4相同，其中的不同之處在于:步驟一中不在TA6鈦合金板材上下表面爆炸復(fù)合一層純鈦板材。
[0101]圖8為對比例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖8中可以看出，對比例4制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒尺寸約為32 μm，相對比較粗大。
[0102]本對比例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為705MPa，屈服強(qiáng)度為643MPa，斷后伸長率為19%，說明實(shí)施例4采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，能夠有效的減少熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備得到組織均勻且更好綜合力學(xué)性能的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0103]實(shí)施例5
[0104]本實(shí)施例制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法包括以下步驟:
[0105]步驟一、在厚度為175mm，寬度為1250mm，長度為1250mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為0.6mm，寬度為1275cm，長度為1280cm，所述純鈦板材的牌號為TA2 ；
[0106]步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于推鋼式天然氣加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上60°C的條件下保溫220min進(jìn)行第一加熱處理；
[0107]步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為910°C的條件下進(jìn)行第一火次軋制，得到厚度為45mm，寬度為1350mm的第一半成品板材；所述第一火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:35%，23%，22%，17%，12%和10%，所述第一火次軋制的軋制速率為4m/s ；
[0108]步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下45°C的條件下保溫45min進(jìn)行第二加熱處理；
[0109]步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為840 °C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為13.5mm，寬度為1350mm的第二半成品板材；所述第二火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:29%，21%，18%，16%，13.7%和10%，所述第二火次軋制的軋制速率為4m/s ；
[0110]步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于輥底式電加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下65°C的條件下保溫45min進(jìn)行第三加熱處理；所述著色滲透檢驗(yàn)合格為:打磨處理后的第二半成品板材表面無裂紋；
[0111]步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度為750°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為4mm，寬度為1350mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制共分6道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:29%，
21%，18%，16%，15%和10%，所述第三火次軋制的軋制速率為4m/s ；
[0112]步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為790°C的條件下退火處理35min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮；
[0113]步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I個軋程的溫軋，得到厚度為3mm，寬度為1350mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為370°C，累計變形率為25%，所述溫軋共分4道次完成，各道次軋制的道次變形率分別為:10%，6%，6%和 5%o
[0114]圖9為實(shí)施例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖9中可以看出，實(shí)施例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒均勻細(xì)小，晶粒尺寸約為19 μm，本實(shí)施例中采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，軋制過程中可有效避免TA6鈦合金板材因表面溫度降低而引起的微裂紋的產(chǎn)生，有利于制備出晶粒均勻細(xì)小的TA6鈦合金板材，成材率達(dá)到76%。
[0115]本實(shí)施例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為757MPa，屈服強(qiáng)度為701MPa，斷后伸長率為24%，均滿足國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
[0116]對比例5
[0117]對比例5制備TA6鈦合金寬幅薄板的方法與實(shí)施例5相同，其中的不同之處在于:步驟一中不在TA6鈦合金板材上下表面爆炸復(fù)合一層純鈦板材。
[0118]圖10為對比例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的金相組織照片，從圖10中可以看出，對比例5制備的TA6鈦合金寬幅薄板的晶粒尺寸約為30 μm，相對比較粗大。
[0119]本對比例制備的TA6鈦合金寬幅薄板的抗拉強(qiáng)度為712MPa，屈服強(qiáng)度為648MPa，斷后伸長率為19.5%，說明實(shí)施例5采用在TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材后進(jìn)行熱軋，能夠有效的減少熱軋加工過程中因TA6鈦合金板材表面溫度降低而引起的開裂，有利于制備得到組織均勻且具有更好綜合力學(xué)性能的TA6鈦合金寬幅薄板。
[0120]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、在厚度為150mm?200mm，寬度為1000mm?1500mm，長度為1000mm?1 500mm的TA6鈦合金板材上下表面均爆炸復(fù)合一層純鈦板材，得到復(fù)合板材；所述純鈦板材的厚度為0.6mm?1.0mm，所述純鈦板材的寬度比TA6鈦合金板材的寬度大20cm?30cm，所述純鈦板材的長度比TA6鈦合金板材的長度大20cm?30cm ； 步驟二、將步驟一中所述復(fù)合板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以上50°C?100°C的條件下保溫180min?240min進(jìn)行第一加熱處理； 步驟三、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的復(fù)合板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于900°C的條件下進(jìn)行第一火次乳制，得到厚度為40mm?50mm，寬度為1200mm?1500mm的第一半成品板材；所述第一火次乳制的乳制速率為2m/s?4m/s ； 步驟四、將步驟三中所述第一半成品板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下30°C?50°C的條件下保溫30min?50min進(jìn)行第二加熱處理； 步驟五、將步驟四中經(jīng)第二加熱處理后的第一半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于820°C的條件下進(jìn)行第二火次軋制，得到厚度為12mm?15mm，寬度為1200mm?1500mm的第二半成品板材；所述第二火次乳制的乳制速率為2m/s?4m/s ；步驟六、將步驟五中所述第二半成品板材進(jìn)行打磨處理去除其上下表面的純鈦板層及缺陷，對打磨處理后的第二半成品板材表面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，然后將著色滲透檢驗(yàn)合格的第二半成品板材置于加熱爐中，在溫度為TA6鈦合金β相變點(diǎn)以下50°C?70°C的條件下保溫30min?50min進(jìn)行第三加熱處理； 步驟七、將步驟六中經(jīng)第三加熱處理后的第二半成品板材送入2800mm熱軋機(jī)中，在終軋溫度不低于750°C的條件下進(jìn)行第三火次軋制，得到厚度為3.5mm?5mm，寬度為1200mm?1500mm的第三半成品板材；所述第三火次軋制的軋制速率為2m/s?4m/s ；步驟八、將步驟七中所述第三半成品板材在溫度為750°C?800°C的條件下退火處理30min?50min，然后將退火處理后的第三半成品板材進(jìn)行表面處理去除氧化皮； 步驟九、將步驟八中表面處理后的第三半成品板材送入1780mm六輥可逆冷軋機(jī)中進(jìn)行I?2個軋程的溫軋，得到厚度為2mm?4臟，寬度為1200mm?1500mm的TA6鈦合金寬幅薄板；所述溫軋的溫度為350°C?400°C。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述純鈦板材的牌號為TAl或TA2。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述第一火次軋制的道次變形率為10%?35%。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述第二火次軋制的道次變形率為10%?35%。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟七中所述第三火次軋制的道次變形率為10%?35%。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種TA6鈦合金寬幅薄板的制備方法，其特征在于，步驟九中每個所述軋程中溫軋的累計變形率為20%?30%，所述溫軋的道次變形率為5%?10%。
【文檔編號】B21B1/38GK104439981SQ201410763089
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】王瑞琴, 周玉川, 黃先明, 楊利, 陳均偉, 王云, 劉宇明, 張清, 邢秋麗, 楊永福, 舒瀅 申請人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司