[發明專利]一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法

無效

• 申請號: 201010608913.3
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102031470A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 張曉衛;楊少博;謝錦明;李鵬;王蕊寧;付文潔;謝英杰;高維娜;呂利強;馬宏旺;李輝;張清
• 申請（專利權）人: 西部鈦業有限責任公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D1/667
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于鈦合金熱加工后的快冷技術領域，特別涉及一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法。

背景技術

鈦合金熱加工后通過迅速快冷可以保持較多的空位和缺陷以及儲存變形能，為后來加工過程中發生回復、再結晶以及時效析出物提供形核位置，從而達到鈦合金析出物彌散、晶粒細小、性能增強的目的。目前，迅速快冷工藝只能在實驗室實現，而在鈦合金板材大型工業生產中水淬速度太慢，板材在搬運或水冷過程中已經釋放儲存能，使其晶粒長大或緩慢長大。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，實現鈦合金板材熱加工后的迅速水冷，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細小的組織和改善的性能。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法：

鈦合金熱加工后成板坯完成后的10s內，進入水淬快冷區域，在10s內采用上下對稱的集管噴頭對其上下噴灑冷卻水，所噴灑的冷卻水的溫度為5～35℃，水壓為0.1～0.3MPa，噴灑速度為2000～5000m³/h。

所述的鈦合金熱加工后形成的板坯，其表面溫度為780～850℃，其冷卻速度為5～70℃/s。

所述的水淬快冷區域為層流冷卻區域，設置在鈦合金熱加工區域之后6～20m。

所述的水淬快冷區域是將層流冷卻裝置設置在進行鈦合金熱加工的軋機的出口軌道上，流冷卻裝置的集管噴頭沿出口軌道上下對稱分布。

所述的集管噴頭的排列密度為1～2對/m²，在分布面積為10～15m²。

所述的熱加工后成的板坯從一端到另一端來回擺動受到集管噴頭從上下兩面進行冷卻水噴灑，其運行的速度為0.5～2.0m/s。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明提供的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，通過在熱加工區域之后設置水淬快冷區域，當熱加工后完成后可在數秒內達到進行水淬快冷，使得鈦合金熱加工之后不下軋線，并根據板材厚度進行水壓、水量和噴頭運行/擺動速度的調節，使冷卻速度在5～70℃/s的范圍調整，實現熱加工后的在線水淬快速冷卻。這樣就最大限度的保存了鈦合金熱加工過程產生的變形能，可在10秒內實現鈦合金板材的迅速水冷，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細小的組織和改善的性能。

本發明提供的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，使得大型工業生產過程的鈦合金板材能夠在線迅速在10秒內快冷，克服了現有大型工業生產中水淬速度太慢，板材在搬運或水冷過程中已經釋放儲存能，使其晶粒長大或緩慢長大的缺陷。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。

實施例1

TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材：厚度8mm、寬度1000mm，長度3000mm的板坯。

水淬快冷區域的設置：在熱軋機后15m處設置的層流冷卻裝置(以形成層流冷卻區域)，集管噴頭沿熱軋機的出口軌道上下對稱分布，集管噴頭以密度1.12對/m²分布在面積為12.45m²的軌道上，總體個數為14對。

在線水淬快冷為：

熱軋制完成10s內進入水淬快冷區域，上下對稱的集管噴頭對板坯上下噴冷卻水，所噴灑的冷卻水的溫度為20℃，水壓為0.1MPa，噴灑速度為2000m³/h。

冷卻速度約為50℃/s，最終在6秒內使鈦合金板材從800℃左右冷卻到500℃，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細小的組織和改善的性能。

實施例2

TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材：厚度20mm、寬度1800mm，長度5000mm的板坯。

水淬快冷區域的設置：在熱軋機后20m處設置的層流冷卻裝置，集管噴頭沿熱軋機的出口軌道上下對稱分布，集管噴頭以密度1.2對/m²分布在面積為15m²的軌道上，總體個數為18對。

在線水淬快冷為：

熱軋制完成10s內進入水淬快冷區域，上下對稱的集管噴頭對板坯上下噴冷卻水，所噴灑的冷卻水的溫度為5℃，水壓為0.3MPa，噴灑速度為3000m³/h，板坯從一端到另一端來回擺動受到集管噴頭從上下兩面進行冷卻水噴灑，其運行的速度為0.5m/s。