[發明專利]一種650℃鈦合金TA38厚板及其制備方法

在審

• 申請號: 202310284939.4
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116274360A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陳志勇;王清江;李文淵;朱紹祥;劉建榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21B1/26
• 分類號: B21B1/26;B21J5/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.一種650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將鈦合金鑄錠在溫度為1150℃~1250℃的加熱爐中保溫240min~280min，在鍛造機上進行開坯鍛造，終鍛溫度不低于1050℃，得到300mm~350mm厚的坯料；

步驟二，將步驟一所得坯料在溫度為1010℃~1040℃的加熱爐中保溫120min~180min，在鍛造機上進行鍛造，得到200mm~250mm厚的板坯；

步驟三，將步驟二所得板坯在溫度為1010℃~1040℃的加熱爐中保溫120min~180min，在板軋機上進行軋制，得到100mm~150mm厚的坯料；

步驟四，將步驟三所得坯料在溫度為950℃~990℃的加熱爐中保溫120?min~150min，在板軋機上進行軋制，垂直于步驟三的軋制方向，軋制得到85mm~105mm厚的坯料；

步驟五，將步驟四所得坯料在溫度為950℃~990℃的加熱爐中保溫120?min~150min，在板軋機上進行軋制，垂直于步驟四的軋制方向，軋制得到55mm~65mm厚的坯料；

步驟六，將步驟五所得坯料在溫度為950℃~990℃的加熱爐中保溫100?min~120min，在板軋機上進行軋制，垂直于步驟五的軋制方向，軋制得到25mm~35mm厚的坯料；

步驟七，將步驟六所得坯料在溫度為950℃~990℃的加熱爐中保溫100?min~120min，在板軋機上進行軋制，垂直于步驟六的軋制方向，軋制得到12mm~14mm厚的坯料；

步驟八，根據板材厚度要求選擇步驟四~步驟七中所得坯料，并經過退火處理、蠕變校形和表面砂光后，獲得表面質量合格的10mm~100mm厚度成品板材。

2.按照權利要求1所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于，按照重量百分比記，所述鈦合金的組成為：Al：5.5%~6.5%，Sn：3.0%~5.0%，Zr：3.0%~7.0%，Mo：0.1~1.0%，Si：0.2%~0.5%，Nb：0.2%~1.0%，Ta：0.3%~2.5%，W：0.2%~1.5%，C：0.02%~0.08%，Fe≤0.03%，Ni%≤0.05%，O≤0.15%，H≤0.01%，N≤0.03%，其余為Ti和不可避免的雜質元素。

3.按照權利要求1或2所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于，按照重量百分比記，所述鈦合金的組成為：Ti-(5.7~5.9)Al-(3.7~4.2)Sn-(3.3~3.7)Zr-(0.3~0.6)Mo-(0.3~0.5)Si-(0.3~0.5)Nb-(0.8~1.5)Ta-（0.5~0.9）W-(0.03~0.07)C，Fe≤0.03%，O≤0.15%，H≤0.01%，N≤0.03%。

4.按照權利要求1所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于：步驟一所述的鍛造，所得坯料的顯微組織為條狀α相+β相組織，坯料厚度方向的總變形量為50%~55%。

5.按照權利要求1所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于：步驟二中所述的鍛造，板坯厚度方向的總變形量為28%~33%。

6.按照權利要求1所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于：步驟三~步驟七中所述的軋制，軋程數均為一次，厚度方向總變形量分別為步驟三40%~50%、步驟四15%~30%、步驟五35%~38%、步驟六46%~55%和步驟七52%~60%。

7.按照權利要求1所述650℃鈦合金TA38厚板的制備方法，其特征在于：步驟八中所述退火處理為雙重退火處理，第一重退火溫度為950℃~1020℃，退火時間60min~120min，對于厚度大于30mm的坯料，退火后的冷卻方式為水淬，對于厚度為10mm~30mm的坯料，冷卻方式為空冷；第二重退火溫度為600℃~700℃，退火時間120min~240min，冷卻方式為空冷。

8.一種按照權利要求1所述方法制備得到的650℃鈦合金TA38厚板，其特征在于：所述650℃鈦合金TA38厚板室溫抗拉強度≥1000MPa，屈服強度≥900MPa，延伸率≥6%；650℃抗拉強度≥550MPa，屈服強度≥450MPa，延伸率≥8%；持久性能為650℃/240MPa加載測試條件下，持久斷裂壽命≥100h；650℃/100MPa/100h試驗條件下，蠕變殘余變形≤0.2%。