[發(fā)明專(zhuān)利]一種TA5-A鈦合金中厚板的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110475229.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113351814B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝曉博;張強(qiáng);溫方明;李渤渤;劉茵琪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 洛陽(yáng)雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21J5/00
• 分類(lèi)號(hào): B21J5/00;B21B1/38;C22B9/20;C21D1/26;C22F1/18;C21D8/02
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11364
• 代理人: 李向陽(yáng);王錚

本發(fā)明提供了一種TA5?A鈦合金中厚板的制備方法，包括鑄錠熔煉、板坯鍛造、一火軋制、中間修磨、二火成品軋制、熱處理、表面處理及采用噴砂酸洗與修磨，最終獲得了橫縱向抗拉強(qiáng)度R_m≥726Mpa，屈服強(qiáng)度R_p0.2≥628Mpa，延伸率A≥15%，室溫沖擊ak_v≥100J/cm²，冷彎直徑D=5T，彎曲角α=100°無(wú)裂紋，綜合性能優(yōu)良的TA5?A合金板材，提升了潛艇、水中兵器等武器裝備的安全性及可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TA5-A鈦合金中厚板的制備方法。

背景技術(shù)

TA5-A合金是在普通TA5牌號(hào)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)一種特殊用途中強(qiáng)鈦合金，名義成分Ti-4Al-0.005B系全α鈦合金，主要用于潛艇、水中兵器、艦船等耐海水條件下的螺栓、受力構(gòu)件以及耐壓殼體等。鈦為密排六方結(jié)構(gòu)，軋制加工中易形成基面織構(gòu)和橫向織構(gòu)，造成橫縱向力學(xué)性能差異明顯，從而導(dǎo)致后加工產(chǎn)品性能的各向異性，這無(wú)疑對(duì)成品設(shè)備的安全性及可靠性是不利的。按照國(guó)軍標(biāo)GJB 944-90要求，TA5-A合金板材縱向室溫抗拉強(qiáng)度R_m≥686Mpa，屈服強(qiáng)度R_p0.2≥588Mpa，延伸率A≥13%，斷面收縮率Z≥25%，室溫沖擊ak_v≥57J/cm²，冷彎直徑D=5T（T為板材厚度），彎曲角α=100°無(wú)裂紋，橫向指標(biāo)未做要求。基于此，關(guān)于TA5-A的研究以及工業(yè)生產(chǎn)多以縱向指標(biāo)為考量標(biāo)準(zhǔn)，而鮮有研究及工業(yè)生產(chǎn)同時(shí)對(duì)橫縱向進(jìn)行研究和考量，例如在《海洋工程用 TA5-A 鈦合金中厚板材研究》以及《二次軋制參數(shù)和退火熱處理對(duì)TA5-A鈦合金熱軋板力學(xué)性能的影響》的文獻(xiàn)中，分別研究了氧含量、變形量等工藝參數(shù)對(duì)板材縱向性能的影響，雖然按照文獻(xiàn)中最優(yōu)參數(shù)制備的TA5-A板材表現(xiàn)出了良好的縱向性能，但未涉及橫向結(jié)果。近年來(lái)隨著潛艇、水中兵器等武器裝備的不斷升級(jí)，對(duì)原材料的要求也越來(lái)越高，因此研究制備一種橫縱向同時(shí)滿足GJB 944-90標(biāo)準(zhǔn)要求的高強(qiáng)塑性、高沖擊的TA5-A中厚板具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種TA5-A鈦合金中厚板的制備方法，本發(fā)明采用全流程工藝控制理念，通過(guò)對(duì)熔煉、鍛造及熱軋加工等關(guān)鍵流程控制，最終獲得了橫縱向抗拉強(qiáng)度R_m≥726Mpa，屈服強(qiáng)度R_p0.2≥628Mpa，延伸率A≥15%，室溫沖擊ak_v≥100J/cm²，冷彎直徑D=5T，彎曲角α=100°無(wú)裂紋，綜合性能優(yōu)良的TA5-A合金板材，提升了潛艇、水中兵器等武器裝備的安全性及可靠性。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種TA5-A鈦合金中厚板的制備方法，包括以下制備步驟：

步驟一、鑄錠熔煉：選用海綿鈦、鋁豆、以及鋁硼合金粉進(jìn)行配料并壓制成電極塊，經(jīng)過(guò)真空自耗電弧爐熔煉成Ti-4Al-0.005B鑄錠，切除鑄錠冒口并扒皮；

步驟二、板坯鍛造：一火開(kāi)坯鍛造溫度為T(mén)_β+(50~120)℃，經(jīng)至少兩次鐓拔處理，總變形量為60~80%，終鍛溫度≥850℃，一火坯料經(jīng)修磨、鋸切后進(jìn)行二火鍛造，二火鍛造溫度為T(mén)_β+(20~60)℃，同樣經(jīng)至少兩次鐓拔，總變形量為40~80%，終鍛溫度≥800℃；二火坯料修磨后進(jìn)行三火鍛造，三火鍛造溫度在T_β-(20~60)℃，經(jīng)至少一次鐓拔，總變形量65~80%，終鍛溫度≥750℃，然后經(jīng)整形、銑面后制備成為軋制用方形板坯；

步驟三、一火軋制：一火加熱溫度為T(mén)_β-(20~60)℃，保溫時(shí)間為100~190min，軋程變形率為50～90%，得一火板；

步驟四、中間修磨：將步驟三得到的一火板經(jīng)整面修磨去除表面裂紋、壓入缺陷，修磨方向垂直于一火軋制方向；