一種艦船用ta5鈦合金中厚板材的短流程制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，采用全流程工藝設(shè)計(jì)理念，從板坯選用、展寬換向軋制、熱處理工藝設(shè)計(jì)等方面，綜合控制TA5中厚板材的邊部裂紋、板形、組織和性能，該方法生產(chǎn)中厚板使用的板坯較小，生產(chǎn)方便靈活，對(duì)設(shè)備能力要求較低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種艦船用TA5欽合金中厚板材的短流程制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種板材制備方法，尤其是涉及一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短 流程制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦及鈦合金具有強(qiáng)度高、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良特性，因此在航空、化工、海洋工程 中得到廣泛應(yīng)用。TA5鈦合金名義成分為T(mén)i-4A1-0.005B，是一種全α型鈦合金。TA5鈦合金 具有良好的焊接及耐蝕性能，可用做海水腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)材料，目前已成功的用于造船 業(yè)。
[0003] ΤΑ5的鋁當(dāng)量5.0,是單相密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)，與面心立方(FCC)和體心立方(BCC) 結(jié)構(gòu)相比，其滑移系少，塑性較差，乳制過(guò)程中極易產(chǎn)生裂紋。尤其是板材邊部降溫快裂紋 較深，容易導(dǎo)致成板材修磨薄尺。
[0004] 目前鈦合金乳制減少裂紋的途徑有三個(gè):一、增加火次、減少火次變形率;二、板還 涂覆防氧化涂層;三、板坯包覆塑性較好的純鈦層。而現(xiàn)有的方法，不是流程長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低 下，就是使用效果欠佳，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005] 此外，ΤΑ5中厚板材乳制板形控制困難，尤其是板材長(zhǎng)度較短的時(shí)候很容易出現(xiàn)乳 制板形不良，而一旦板形不良，需要使用高耗能的、周期長(zhǎng)的壓矯形處理板形，對(duì)生產(chǎn)效率 和交期造成不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為解決ΤΑ5中厚板材乳制板形控制困難，尤其是板材長(zhǎng)度較短的 時(shí)候很容易出現(xiàn)乳制板形不良，而一旦板形不良，需要使用高耗能的、周期長(zhǎng)的壓矯形處理 板形，對(duì)生產(chǎn)效率和交期造成不利影響的問(wèn)題，提供一種艦船用ΤΑ5鈦合金中厚板材的短流 程制備方法。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是： 一種艦船用ΤΑ5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，包括如下步驟： 步驟一、板坯選用：取ΤΑ5鈦合金板坯，定義ΤΑ5鈦合金板坯的長(zhǎng)度為Χ:，ΤΑ5鈦合金板 坯的寬度為，，TA5鈦合金板坯的厚度為好，TA5鈦合金板坯的尺寸符合如下標(biāo)準(zhǔn)：
其中公式(1)中mm為長(zhǎng)度單位毫米，公式(2)中A為成品TA5鈦合金板材的厚度； 步驟二、檢驗(yàn)板坯:將步驟一中獲得TA5鈦合金板坯進(jìn)行檢驗(yàn):定義成品TA5鈦合金板材 的板形不良余量為Μ;
公式⑶中說(shuō)分別為步驟一中確定的ΤΑ5鈦合金板坯的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺寸， 分別為成品TA5鈦合金板材的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺寸，Aw為成品TA5鈦合金板材的 切邊預(yù)留量，*7為有效長(zhǎng)度系數(shù)； 取乳機(jī)最小可乳板坯長(zhǎng)度并定義為4，將4與編對(duì)比，如果況<1^，則重復(fù)步驟一重 新確定TA5鈦合金板坯尺寸，直至Λ? >3^，則確定TA5鈦合金板坯待用； 步驟三、確定板坯展寬方向和乳機(jī)下壓程度:定義TA5鈦合金板材的展寬變形量為％， 且ΜΙ%? ￡V ?30%，取一各值，并確定一個(gè)與今對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)TA5鈦合金板坯的寬度碼:和一個(gè) 與％對(duì)應(yīng)的展寬后的ΤΑ5鈦合金板材的厚度:\，并根據(jù)展寬后的ΤΑ5鈦合金板材的厚度\確 定乳機(jī)在展寬過(guò)程中的下壓程度；
公式(4)中，為成品ΤΑ5鈦合金板材的寬度、:齡《為成品ΤΑ5鈦合金板材的切邊預(yù)留量； 取步驟二中確定的ΤΑ5鈦合金板坯的長(zhǎng)度￡和ΤΑ5鈦合金板坯的寬度IT，分別與標(biāo)準(zhǔn) TA5鈦合金板坯的寬度》S:進(jìn)行對(duì)比，如果TA5鈦合金板坯的長(zhǎng)度X:滿(mǎn)足 ，則對(duì)TA5鈦合金板還的長(zhǎng)度進(jìn)行展寬，如果TA5鈦合金板還的寬 )? IT滿(mǎn)足》『? % ，則對(duì)TA5鈦合金板坯的寬度進(jìn)行展寬； 步驟四：展寬與乳制成型： 步驟a、定義ΤΑ5鈦合金板實(shí)測(cè)β轉(zhuǎn)變溫度為巧:，ΤΑ5鈦合金板坯展寬溫度為1 ; Τβ--；5〇?ST。?Ts，取步驟二中確定的ΤΑ5鈦合金板坯加熱至鵞，持續(xù)加熱時(shí)間％， ，公式中為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm; Tji1為ΤΑ5鈦合金板還的厚度單位為mm; 痧取值為0.6-1.5min/mm，加熱完成后按照步驟三中確定的乳機(jī)下壓程度以及展寬方向進(jìn) 行展寬，控制展寬乳制的道次數(shù)不大于3次，展寬完成； 步驟b、接步驟a將展寬后的TA5鈦合金板坯轉(zhuǎn)動(dòng)90°角進(jìn)行乳制，持續(xù)乳制直至板坯厚 度等于成品厚度;乳制過(guò)程中控制乳制溫度多750°C，乳制過(guò)程中控制乳制道次變形率< 30%，最末兩個(gè)道次乳制變形率<25%，定義乳制總變形量為f，40% ? 90%; 步驟五、定尺分切:將步驟四中得到板材中的板形不良預(yù)留量切除，選取板形和表面質(zhì) 量良好的部位對(duì)成品板材進(jìn)行定尺分割； 步驟六、熱處理：取步驟六中處理后的板材進(jìn)行單張退火，先將板材加熱至600~800 °C，然后持續(xù)加熱時(shí)間為熟其中◎?yàn)楸貢r(shí)間系數(shù)單位為:min/mm;:A為成品 TA5鈦合金板材的厚度單位為mm，其中C取值為2.0-5.0 min/mm;加熱完成后進(jìn)行空冷； 步驟七、表面處理:取不準(zhǔn)六處理過(guò)的TA5鈦合金板材采用扒皮、拋光進(jìn)行表面處理，去 除表面氧化層及缺陷，加工完成。
[0008] 所述的步驟二中有效長(zhǎng)度系數(shù)々=有效長(zhǎng)度/乳制總長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度=乳制總長(zhǎng)度-乳制板材頭尾圓頭部分不可用的褶皺區(qū)域長(zhǎng)度，嘆取值為〇. 88~0.95。
[0009] 所述的步驟四中步驟b內(nèi)檢測(cè)到乳制溫度<750°C時(shí)，將板材進(jìn)行回爐加熱至溫度 彡750°C，并持續(xù)加熱時(shí)間S ; t3-Cx~;其中為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm; ~*ΤΑ5鈦 合金板材的實(shí)時(shí)厚度，單位為mm，其中取值為0.4-1.0 min/mm。
[0010]①為便于乳制過(guò)程中長(zhǎng)寬尺寸辨識(shí)和提供足夠的工藝設(shè)計(jì)靈活性，板坯長(zhǎng)寬尺寸 差距須滿(mǎn)足
② 為保證成品性能和控制乳制板材裂紋，成品變形率在50~90%之間，板坯 厚度須滿(mǎn)足
③ 板坯的長(zhǎng)度或者板坯的寬度須與設(shè)計(jì)的展寬變形量(?)相匹配
當(dāng)滿(mǎn)足(l-q)x(w+Aw)吋，對(duì)板還的長(zhǎng)度進(jìn)行展寬 當(dāng)滿(mǎn)足(l·-^)X(W+Aw)時(shí)，對(duì)板坯的寬度進(jìn)行展寬 ④ 中厚板材乳制過(guò)程中容易出現(xiàn)翹頭、扣頭等板形不良，須預(yù)留足夠的板材板形不良 余量( AI)，板材板形不良余量須滿(mǎn)足，it為乳機(jī)最小可乳板坯長(zhǎng)度?？梢栽诎宀牡?一側(cè)留足板形不良余量，也可以在兩側(cè)均留下一定的板形不良余量。此外，通過(guò)增設(shè)板形不 良余量，增加了乳制板材的總長(zhǎng)度，一定程度上也改善了 TA5合金中厚板的乳制板形。
[0011]
，確定所選板坯是否符合要求， 控制展寬變形量10?^踡釋0?，過(guò)小的展寬變形量則對(duì)邊部裂紋和板材組織改善有 限，過(guò)大的展寬變形量則容易形成較大的圓頭（舌頭），展寬后換向乳制對(duì)中困難，容易乳 斜。③展寬乳制的道次數(shù)應(yīng)不大于3個(gè)，道次數(shù)過(guò)多則板形和乳制圓頭難以控制。④乳制道 次變形率<30%，最末兩個(gè)道次乳制變形率<25%，過(guò)大的道次變形率則容易導(dǎo)致較深裂紋 生成，造成板材報(bào)廢。⑤乳制總變形量40% ? f ? 90%。
[0012] ⑦控制乳制采用快節(jié)奏乳制，可以在板材溫度滿(mǎn)足要求下完成乳制避免回爐，控 制終乳溫度彡750 °C。
[0013] 接上一步驟，將板形不良預(yù)留量分切，選取板形和表面質(zhì)量良好的部位對(duì)成品板 材進(jìn)行定尺。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用全流程工藝設(shè)計(jì)理念，通過(guò)合理的板坯選用、展 寬換向乳制設(shè)計(jì)以及隨后的熱處理工藝設(shè)計(jì)等，生產(chǎn)的TA5中厚板材，熱乳退火后板材的表 面裂紋較少較淺，修磨深度彡1. 〇mm。室溫力學(xué)性能方面，抗拉強(qiáng)度700~850MPa，屈服強(qiáng)度 600~820MPa，伸長(zhǎng)率12~24%，不平度彡7mm/m，滿(mǎn)足GB/T 3621-2007標(biāo)準(zhǔn)和客戶(hù)的要求。其 綜合力學(xué)性能優(yōu)異，各方面性能指標(biāo)均衡，富裕量較大。本發(fā)明解決TA5中厚板短流程生產(chǎn) 的技術(shù)難題，并可實(shí)現(xiàn)大批量穩(wěn)定生產(chǎn)，滿(mǎn)足了艦船用板的使用需求。
[0015] 本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn):①工藝路線新穎，首次采用全流程工藝設(shè)計(jì)理念， 從板坯選用（設(shè)計(jì)）、展寬換向乳制設(shè)計(jì)、熱處理工藝設(shè)計(jì)等方面，綜合控制TA5中厚板材的 邊部裂紋、板形、組織和性能;②板坯選用（設(shè)計(jì))使得展寬換向具有較大的工藝靈活性，板 坯尺寸方面一方面能滿(mǎn)足展寬換向的生產(chǎn)實(shí)際需求，另一方面也滿(mǎn)足成品性能和組織的變 形量要求，同時(shí)預(yù)留了一定的板形不良長(zhǎng)度余量，使得成品板形的保險(xiǎn)系數(shù)增強(qiáng)，便于使用 快捷便利的單張退火生產(chǎn)方式進(jìn)行熱處理，避免了能耗高、周期長(zhǎng)的壓矯形處理板形的工 序;③展寬換向乳制設(shè)計(jì)，既能避免板材邊部裂紋過(guò)深，也能改善組織和性能，此外還能滿(mǎn) 足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際能力，不會(huì)因展寬圓頭過(guò)大造成生產(chǎn)異常;④熱處理工藝設(shè)計(jì)，采用單張 退火方式，避免了高耗能、周期長(zhǎng)的壓矯形處理板形工序，效率高、能耗低，交期短;⑤生產(chǎn) 流程短，設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大批量穩(wěn)定生產(chǎn);⑥該方法生產(chǎn)中厚板使用的板坯較小， 生產(chǎn)方便靈活，對(duì)設(shè)備能力要求較低。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明加工方案中對(duì)W方向展寬的流程示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明加工方案中對(duì)L方向展寬的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖中所示，【具體實(shí)施方式】如下： 一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，包括如下步驟： 步驟一、板還選用：取TA5鈦合金板還，定義TA5鈦合金板還的長(zhǎng)度為，TA5鈦合金板還 的寬度為IT，TA5鈦合金板坯的厚度為^，ΤΑ5鈦合金板坯的尺寸符合如下標(biāo)準(zhǔn)：
其中公式(1)中mm為長(zhǎng)度單位毫米，公式(2)中為成品ΤΑ5鈦合金板材的厚度； 步驟二、檢驗(yàn)板坯:將步驟一中獲得TA5鈦合金板坯進(jìn)行檢驗(yàn):定義成品TA5鈦合金板材 的板形不良余量為滅；
公式(3 )中拉、：紀(jì)和￡分別為步驟一中確定的TA5鈦合金板坯的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺寸， 分別為成品TA5鈦合金板材的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺寸，施p為成品TA5鈦合金板材的 切邊預(yù)留量，*7為有效長(zhǎng)度系數(shù)； 取乳機(jī)最小可乳板坯長(zhǎng)度并定義為為，將務(wù)與Α/對(duì)比，如果況<1^，則重復(fù)步驟一重 新確定ΤΑ5鈦合金板坯尺寸，直至ΑΙHi，則確定ΤΑ5鈦合金板坯待用； 步驟三、確定板坯展寬方向和乳機(jī)下壓程度:定義TA5鈦合金板材的展寬變形量為，， 且，取一％值，并確定一個(gè)與4對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)TA5鈦合金板坯的寬度和一個(gè) 與％對(duì)應(yīng)的展寬后的ΤΑ5鈦合金板材的厚度％，并根據(jù)展寬后的ΤΑ5鈦合金板材的厚度~確 定乳機(jī)在展寬過(guò)程中的下壓程度；
公式(4)中如為成品ΤΑ5鈦合金板材的寬度、Α??為成品ΤΑ5鈦合金板材的切邊預(yù)留量； 取步驟二中確定的TA5鈦合金板坯的長(zhǎng)度和TA5鈦合金板坯的寬度IT，分別與標(biāo)準(zhǔn) T A 5鈦合金板坯的寬度％進(jìn)行對(duì)比，如果T A 5鈦合金板坯的長(zhǎng)度滿(mǎn)足 則對(duì)TA5鈦合金板坯的長(zhǎng)度進(jìn)行展寬，如果TA5鈦合金板坯的寬 度IF滿(mǎn)足則對(duì)TA5鈦合金板坯的寬度進(jìn)行展寬； 步驟四：展寬與乳制成型： 步驟a、定義TA5鈦合金板實(shí)測(cè)β轉(zhuǎn)變溫度為\，ΤΑ5鈦合金板坯展寬溫度為％ ; \-5〇1：：^!1(3:￡116+3〇1'(：：，取步驟二中確定的145鈦合金板坯加熱至％，持續(xù)加熱時(shí)間1 1， h^CkiT，公式中#為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:為ΤΑ5鈦合金板坯的厚度單位為mm; C取值為0.6-1.5 min/mm，加熱完成后按照步驟三中確定的乳機(jī)下壓程度以及展寬方向進(jìn) 行展寬，控制展寬乳制的道次數(shù)不大于3次，展寬完成； 步驟b、接步驟a將展寬后的TA5鈦合金板坯轉(zhuǎn)動(dòng)90°角進(jìn)行乳制，持續(xù)乳制直至板坯厚 度等于成品厚度;乳制過(guò)程中控制乳制溫度多750°C，乳制過(guò)程中控制乳制道次變形率< 30%，最末兩個(gè)道次乳制變形率彡25%，定義乳制總變形量為￡:，40% ? ε? 90% ; 步驟五、定尺分切:將步驟四中得到板材中的板形不良預(yù)留量切除，選取板形和表面質(zhì) 量良好的部位對(duì)成品板材進(jìn)行定尺分割； 步驟六、熱處理：取步驟六中處理后的板材進(jìn)行單張退火，先將板材加熱至600~800 °C，然后持續(xù)加熱時(shí)間為％，，其中C為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm; Α為成品 TA5鈦合金板材的厚度單位為mm，其中?取值為2.0-5.0 min/mm;加熱完成后進(jìn)行空冷； 步驟七、表面處理:取不準(zhǔn)六處理過(guò)的TA5鈦合金板材采用扒皮、拋光進(jìn)行表面處理，去 除表面氧化層及缺陷，加工完成。
[0019] 所述的步驟二中有效長(zhǎng)度系數(shù)動(dòng)=有效長(zhǎng)度/乳制總長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度=乳制總長(zhǎng)度-乳制板材頭尾圓頭部分不可用的褶皺區(qū)域長(zhǎng)度，取值為〇. 88~0.95。
[0020] 所述的步驟四中步驟b內(nèi)檢測(cè)到乳制溫度<750°C時(shí)，將板材進(jìn)行回爐加熱至溫度 彡750°C，并持續(xù)加熱時(shí)間*1 ; t3-Cx~;其中怒為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm;:%為T(mén)A5 鈦合金板材的實(shí)時(shí)厚度，單位為mm，其中.<7取值為0.4-1.0 min/mm。
[0021] ①為便于乳制過(guò)程中長(zhǎng)寬尺寸辨識(shí)和提供足夠的工藝設(shè)計(jì)靈活性，板坯長(zhǎng)寬尺寸 差距須滿(mǎn)足
② 為保證成品性能和控制乳制板材裂紋，成品變形率(__? )在50~90%之間，板坯 厚度須滿(mǎn)足
③ 板坯的長(zhǎng)度或者板坯的寬度須與設(shè)計(jì)的展寬變形量(?)相匹配
當(dāng)滿(mǎn)足心（Ι-·^)χ(τ?_+Α·?τ)時(shí)，對(duì)板還的長(zhǎng)度進(jìn)行展寬 當(dāng)滿(mǎn)足時(shí)，對(duì)板坯的寬度進(jìn)行展寬 ④ 中厚板材乳制過(guò)程中容易出現(xiàn)翹頭、扣頭等板形不良，須預(yù)留足夠的板材板形不良 余量（Α?)，板材板形不良余量須滿(mǎn)足ΔΙ >4，&為乳機(jī)最小可乳板還長(zhǎng)度。可以在板材的 一側(cè)留足板形不良余量，也可以在兩側(cè)均留下一定的板形不良余量。此外，通過(guò)增設(shè)板形不 良余量，增加了乳制板材的總長(zhǎng)度，一定程度上也改善了 TA5合金中厚板的乳制板形。
[0022]
，確定所選板坯是否符合要求， 控制展寬變形量過(guò)小的展寬變形量則對(duì)邊部裂紋和板材組織改善有 限，過(guò)大的展寬變形量則容易形成較大的圓頭（舌頭），展寬后換向乳制對(duì)中困難，容易乳 斜。③展寬乳制的道次數(shù)應(yīng)不大于3個(gè)，道次數(shù)過(guò)多則板形和乳制圓頭難以控制。④乳制道 次變形率<30%，最末兩個(gè)道次乳制變形率<25%，過(guò)大的道次變形率則容易導(dǎo)致裂紋生成， 造成板材報(bào)廢。⑤乳制總變形量。
[0023] ⑦控制乳制采用快節(jié)奏乳制，可以在板材溫度滿(mǎn)足要求下完成乳制避免回爐，控 制終乳溫度彡750 °C。
[0024] 接上一步驟，將板形不良預(yù)留量分切，選取板形和表面質(zhì)量良好的部位對(duì)成品板 材進(jìn)行定尺。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用全流程工藝設(shè)計(jì)理念，通過(guò)合理的板坯選用、展 寬換向乳制設(shè)計(jì)以及隨后的熱處理工藝設(shè)計(jì)等，生產(chǎn)的TA5中厚板材，熱乳退火后板材的表 面裂紋較少較淺，修磨深度彡1. 〇mm。室溫力學(xué)性能方面，抗拉強(qiáng)度700~850MPa，屈服強(qiáng)度 600~820MPa，伸長(zhǎng)率12~24%，不平度彡7mm/m，滿(mǎn)足GB/T 3621-2007標(biāo)準(zhǔn)和客戶(hù)的要求。其 綜合力學(xué)性能優(yōu)異，各方面性能指標(biāo)均衡，富裕量較大。本發(fā)明解決TA5中厚板短流程生產(chǎn) 的技術(shù)難題，并可實(shí)現(xiàn)大批量穩(wěn)定生產(chǎn)，滿(mǎn)足了艦船用板的使用需求。
[0026] 實(shí)例 1: 首先、校驗(yàn)并選用板坯:根據(jù)成品規(guī)格(20*1000*3000/1)和展寬變形量要求，選定展寬 變形量為15%，根據(jù)板坯選用要求的公式，選用板坯130*900*1030規(guī)格板坯，并對(duì)板坯的寬 度(900)進(jìn)行展寬。
[0027] 接上一步、展寬換向乳制：1=1010 Γ，乳制溫度匁設(shè)定為1020°C。所述展寬道次 分2個(gè)完成，道次變形率分別為7.0%、8.0%。然后轉(zhuǎn)坯90°進(jìn)行換向乳制，所述換向后乳制分8 個(gè)道次，道次變形率分別為 17.1%、18.4%、17.3%、19.3%、20.0%、20.0%、20.3%、19.6%。 展寬換向乳制的總變形率為85%，終乳溫度910 °C。
[0028] 接上一步、定尺分切:對(duì)設(shè)計(jì)板形不良預(yù)留量(2000mm)進(jìn)行分切，選取板形和表面 質(zhì)量良好的部位進(jìn)行成品定尺。
[0029]接上一步、熱處理：定尺后的板材置于輥底式加熱爐中，在溫度為650°C的條件下 保溫65min后，出爐空冷。
[0030] 接上一步、表面處理:采用扒皮、拋光進(jìn)行表面處理，去除表面氧化層及缺陷。得到 厚度為20mm，寬度為1000mm，長(zhǎng)度為3000mm的TA5鈦合金板材。力學(xué)性能、表面裂紋深度和板 形情況如表1所示。
[0031] 實(shí)例2: 首先、校驗(yàn)并選用板坯:根據(jù)成品規(guī)格(22*1000*3000/1)和展寬變形量要求，選定展寬 變形量為10%，根據(jù)板坯選用要求的公式，選用板坯130*800*960規(guī)格板坯，并對(duì)板坯的長(zhǎng)度 (960)進(jìn)行展寬。
[0032] 接上一步、展寬換向乳制Γ，乳制溫度％設(shè)定為980°C。所述展寬道次分 2個(gè)完成，道次變形率分別為4.0%、6.0%。然后轉(zhuǎn)坯90°進(jìn)行換向乳制，所述換向后乳制分8個(gè) 道次，道次變形率分別為 17.1%、20.4%、20.3%、20.3%、19.0%、19.0%、18.3%、17.6%。 展寬換向乳制的總變形率為83%，終乳溫度780 °C。
[0033]接上一步、定尺分切:對(duì)設(shè)計(jì)板形不良預(yù)留量(750mm)進(jìn)行分切，選取板形和表面 質(zhì)量良好的部位進(jìn)行成品定尺。
[0034]接上一步、熱處理：定尺后的板材置于輥底式加熱爐中，在溫度為680°C的條件下 保溫75min后，出爐空冷。
[0035]接上一步、表面處理:采用扒皮、拋光進(jìn)行表面處理，去除表面氧化層及缺陷。得到 厚度為22mm，寬度為1000mm，長(zhǎng)度為3000mm的TA5鈦合金板材。乳制板形如圖2所示，力學(xué)性 能、表面裂紋深度和板形情況如表1所示。
[0036]表1采用本發(fā)明加工的產(chǎn)品情況
由表1可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例1、2加工制備的艦船用TA5鈦合金板力學(xué)性能指標(biāo)均衡、富裕 量大，板形良好，表面質(zhì)量良好，滿(mǎn)足GB/T 3621-2007和客戶(hù)的要求。而且該方法工藝簡(jiǎn)單、 生產(chǎn)流程短，效率高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，其特征在于:包括如下步驟： 步驟一、板坯選用：取TA5鈦合金板坯，定義TA5鈦合金板坯的長(zhǎng)度為:￡:，TA5鈦合金板坯 的寬度為置，TA5鈦合金板坯的厚度為雙，TA5鈦合金板坯的尺寸符合如下標(biāo)準(zhǔn)：其中公式(2)中A為成品TA5鈦合金板材的厚度； 步驟二、檢驗(yàn)板坯:將步驟一中獲得TA5鈦合金板坯進(jìn)行檢驗(yàn):定義成品TA5鈦合金板材 的板形不良余量為篇；公式(3)中iT、分別為步驟一中確定的TA5鈦合金板坯的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺 寸，k 分別為成品TA5鈦合金板材的厚度、寬度和長(zhǎng)度尺寸，Aw為成品TA5鈦合金板 材的切邊預(yù)留量，7為有效長(zhǎng)度系數(shù)； 取乳機(jī)最小可乳板坯長(zhǎng)度并定義為4，將4與篇對(duì)比，如果則重復(fù)步驟一重新 確定ΤΑ5鈦合金板坯尺寸，直至Δ? ，則確定ΤΑ5鈦合金板坯待用； 步驟三、確定板坯展寬方向和乳機(jī)下壓程度:定義ΤΑ5鈦合金板材的展寬變形量為今，且 q ?30%，取一％值，并確定一個(gè)與:?對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)ΤΑ5鈦合金板坯的寬度》"a和一個(gè)與 今對(duì)應(yīng)的展寬后的TA5鈦合金板材的厚度A:，并根據(jù)展寬后的TA5鈦合金板材的厚度&確定 乳機(jī)在展寬過(guò)程中的下壓程度；公式(4 )中w為成品TA5鈦合金板材的寬度、為成品TA5鈦合金板材的切邊預(yù)留量； 取步驟二中確定的T A 5鈦合金板坯的長(zhǎng)度i和T A 5鈦合金板坯的寬度IF，分別與標(biāo)準(zhǔn) T A 5鈦合金板坯的寬度拖進(jìn)行對(duì)比，如果T A 5鈦合金板坯的長(zhǎng)度滿(mǎn)足 -. 丨對(duì)TA5鈦合金板坯的長(zhǎng)度進(jìn)行展寬，如果TA5鈦合金板坯的寬 度IT滿(mǎn)足％ -_ICfeww? % +1〇?_，則對(duì)TA5鈦合金板坯的寬度進(jìn)行展寬； 步驟四：展寬與乳制成型： 步驟a、定義ΤΑ5鈦合金板實(shí)測(cè)β轉(zhuǎn)變溫度為T(mén)j#，ΤΑ5鈦合金板坯展寬溫度為$ ; Ts-50t： SΤ。?Te +50C，取步驟二中確定的TA5鈦合金板坯加熱至％，持續(xù)加熱時(shí)間烏， 公式中C為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm;沒(méi)為ΤΑ5鈦合金板還的厚度單位為mm; C取值為0.6-1.5 min/mm，加熱完成后按照步驟三中確定的乳機(jī)下壓程度以及展寬方向進(jìn) 行展寬，控制展寬乳制的道次數(shù)不大于3次，展寬完成； 步驟b、接步驟a將展寬后的TA5鈦合金板坯轉(zhuǎn)動(dòng)90°角進(jìn)行乳制，持續(xù)乳制直至板坯厚 度等于成品厚度;乳制過(guò)程中控制乳制溫度多750°C，乳制過(guò)程中控制乳制道次變形率< 30%，最末兩個(gè)道次乳制變形率彡25%，定義乳制總變形量為?，40%送?_: ; 步驟五、定尺分切:將步驟四中得到板材中的板形不良預(yù)留量切除，選取板形和表面質(zhì) 量良好的部位對(duì)成品板材進(jìn)行定尺分割； 步驟六、熱處理：取步驟六中處理后的板材進(jìn)行單張退火，先將板材加熱至600~800 °C，然后持續(xù)加熱時(shí)間為_(kāi)% ，其中為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:為成品 TA5鈦合金板材的厚度單位為mm，其中C取值為2.0-5.0 min/mm;加熱完成后進(jìn)行空冷； 步驟七、表面處理:取步驟六處理過(guò)的TA5鈦合金板材采用扒皮、拋光進(jìn)行表面處理，去 除表面氧化層及缺陷，加工完成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，其特征在 于:所述的步驟二中有效長(zhǎng)度系數(shù):*?=有效長(zhǎng)度/乳制總長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度=乳制總長(zhǎng)度-乳制 板材頭尾圓頭部分不可用的褶皺區(qū)域長(zhǎng)度，交取值為0.88~0.95。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦船用TA5鈦合金中厚板材的短流程制備方法，其特征在 于:所述的步驟四中步驟b內(nèi)檢測(cè)到乳制溫度<750°C時(shí)，將板材進(jìn)行回爐加熱至溫度多750 °C，并持續(xù)加熱時(shí)間tj ; ;其中為保溫時(shí)間系數(shù)單位為:min/mm;崦為T(mén)A5鈦合金 板材的實(shí)時(shí)厚度，單位為mm，其中取值為0.4-1.0 min/mm。
【文檔編號(hào)】C22F1/18GK105951016SQ201610381103
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】紀(jì)大偉, 陳濤, 劉茵琪, 賈祥亞, 張逸, 劉喜波
【申請(qǐng)人】洛陽(yáng)雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司