專利名稱：一種tc4鈦合金寬幅厚板的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈦合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法。
背景技術(shù)：
隨著航空航天、船舶、石油、化工及核能工業(yè)等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，對鈦合金(T1-6A1-4V)厚板材的需求日益增加，對其品質(zhì)提出了更高的要求,如要求板材組織細(xì)小、均勻，力學(xué)性能一致性好?？刂栖堉剖且环N可同時(shí)提高金屬材料強(qiáng)度和韌性的一種非常有效的方法。但鈦合金導(dǎo)熱性差，加工窗口窄，工藝塑性較差，易在軋件的表面及邊角處易產(chǎn)生裂紋；而且在較低溫度下發(fā)生大變形的工藝將大大提高軋制的設(shè)備負(fù)荷，對設(shè)備能力提出了更高的要求，從而限制了控制軋制在鈦合金板材軋制上的應(yīng)用。目前鈦合金板材常規(guī)工藝路線的特點(diǎn)是“搶溫快軋”，即一方面要求軋制節(jié)奏加快，同時(shí)板坯加熱溫度處于U+β)兩相區(qū)的上限甚至處于合金相變點(diǎn)以上，盡可能使整個(gè)軋制過程處于相對較高的溫度范圍；另一方面是軋制過程變形量應(yīng)較小。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以在較低軋機(jī)設(shè)備負(fù)荷下完成變形過程，但不可避免增加了整個(gè)軋制過程的能耗；而且終軋溫度過高以及較小的軋制變形對于板材組織均勻、細(xì)化、綜合性能的提高等都將產(chǎn)生不利影響。因此，現(xiàn)有的常規(guī)軋制方法的已不能滿足高品質(zhì)TC4鈦合金寬幅厚板的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
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)的不足，提供一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法。該方法制備工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模批量生產(chǎn)；采用該方法制備的TC4鈦合金寬幅厚板的組織均勻且細(xì)小，綜合性能優(yōu)良。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TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為200_ 400mm，長度和寬度均為800_ 1200mm的TC4鈦合金板坯置于加熱爐中，在溫度為β相變點(diǎn)以下40°C 70°C的條件下保溫120min 240min進(jìn)行第一加熱處理；步驟二、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，得到厚度為60mm 200mm,寬度為800mm 1200mm的半成品板還；所述第一軋制的總變形量為50% 70% ;所述第一軋制為單向軋制；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，再將水冷后的半成品板坯的長度剪切至IOOOmm 2600mm，然后將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于加熱爐中，在溫度為β相變點(diǎn)以下80°C 110°C的條件下保溫50min 140min進(jìn)行第二加熱處理；
步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，水冷至20°C室溫后得到厚度為30mm 100mm，寬度為IOOOmm 2600mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的總變形量為50% 70% ;所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直。上述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測；步驟四中第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測。上述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中所述第一軋制共分5 7道次完成，所述第一軋制的道次變形量為10% 30%，所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C,所述第一軋制的速率為lm/s 4m/s。上述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟一和步驟三中所述加熱爐均為輥底式加熱爐。上述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟四中所述第二軋制共分5 7道次完成，所述第二軋制的道次變形量為10% 30%，所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C,所述第二軋制的速率為lm/s 4m/s。上述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中所述第一軋制的總變形量與步驟四中所述第二軋制的總變形量相等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明采用兩火次軋制工藝生產(chǎn)TC4鈦合金寬幅厚板，且軋制方式為換向軋制，并且要求兩火次軋制的總變形量均為50% 70%，能夠顯著減小TC4鈦合金寬幅厚板的各向異性。2、本發(fā)明在兩火次軋制過程中均采用低溫大變形軋制，其中第一加熱的溫度為β相變點(diǎn)以下40°C 70°C，第二加熱的溫度為β相變點(diǎn)以下80°C 110°C，兩火次軋制的總變形量均為50% 70%，兩火次軋制的道次變形量均保持在10% 30% ;可使板材組織更均勻，產(chǎn)生更多的形核畸變能；而且可以降低整個(gè)軋制過程的能耗，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。3、本發(fā)明在每火次軋制完成后均進(jìn)行水冷以實(shí)現(xiàn)快速降溫，能夠保留低溫大變形產(chǎn)生的大量形核畸變能，從而使制備的TC4鈦合金寬幅厚板板材組織均勻且細(xì)小，力學(xué)性能一致性好。4、本發(fā)明TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本發(fā)明TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa，晶粒尺寸為15 μ m 30 μ m，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為2級 7級。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為200mm，寬度為800mm，長度為1200mm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低50°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為130min ；步驟二、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿長度方向送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為77.4mm,寬度為800mm的半成品板坯；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為22%，20%，18%，14%，12%，所述第一軋制的總變形量為61.3% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為3m/ s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至1500mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低100°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為SOmin ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為30mm，寬度為1500mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為22%，20%，18%，14%，12%，所述第二軋制的總變形量為61.3% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為3m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的 橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa;晶粒尺寸為15 μ m 30 μ m，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為2級。實(shí)施例2本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為370mm，長度和寬度均為1200mm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低60°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為210min ；步驟二、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿長度或?qū)挾确较蛩腿?800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為111mm，寬度為1200mm的半成品板坯；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分6道次完成，各道次軋制的變形量分別為30%，20%, 18%，17.5%，12%，10%，所述第一軋制的總變形量為70% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為2m/s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至2000mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低90°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為90min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為33.3mm，寬度為2000mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分6道次完成，各道次軋制的變形量分別為30%，20%，18%，17.5%，12%，10%，所述第二軋制的總變形量為70% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為2m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15 μ m 30 μ m范圍內(nèi)，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為3級。實(shí)施例3本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為400mm，寬度為800mm，長度為IOOOmm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低70°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為240min ；步驟二、將步驟一中第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿長度方向送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為200mm,寬度為800mm的半成品板還；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為18%，12.5%，12%，12%，10%，所述第一軋制的總變形量為50% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為2.5m/s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至1000mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低80°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為120min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為100mm，寬度為IOOOmm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為18%，12.5%，12%，12%，10%，所述第二軋制的總變形量為50% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為2.5m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15μπι 30μπι范圍內(nèi)，組 織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為3級。實(shí)施例4
本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為300mm，寬度為900mm，長度為IOOOmm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低40°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為ISOmin ；步驟二、將步驟一中第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿寬度方向送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為120mm,寬度為IOOOmm的半成品板還；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分7道次完成，各道次軋制的變形量分別為18%，15%，12%，10.5%，10%, 10%, 10%，所述第一軋制的總變形量為60% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為lm/s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至1125mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低110°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為90min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為48mm,寬度為1125mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分7道次完成，各道次軋制的變形量分別為18%，15%，12%，10.5%，10%, 10%, 10%，所述第二軋制的總變形量為60% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為lm/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15μπι 30μπι范圍內(nèi)， 組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為4級。實(shí)施例5本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為260mm，寬度為1150mm，長度為1200mm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低60°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為140min ；步驟二、將步驟一中第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿寬度方向送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為113.4mm，寬度為1200mm的半成品板坯；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為21%，18%，15%，12%，10%，所述第一軋制的總變形量為56.4% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為4m/ s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至2600mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低110°c，所述第二加熱處理的時(shí)間為50min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為50mm，寬度為2600mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為21%，18%，15%，12%，10%，所述第二軋制的總變形量為56.4% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為4m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15 μ m 30 μ m范圍內(nèi)，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為6級。實(shí)施例6本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為220mm，寬度和長度均為800mm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低70°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為160min ；步驟二、將步驟一中第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿長度或?qū)挾确较蛩腿?800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為99mm，寬度為800mm的半成品板坯；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為20%, 18%，13.4%，12%，10%，所述第一軋制的總變形量為55% ; 所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為 2m/s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至1700mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低90°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為140min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為44.5mm，寬度為1700mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為20%，18%，13.4%，12%，10%，所述第二軋制的總變形量為55% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為2m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15μπι 30μπι范圍內(nèi)，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為5級。實(shí)施例7
本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法包括以下步驟:步驟一、將厚度為200mm，長度和寬度均為900mm的TC4鈦合金板坯置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第一加熱處理，所述第一加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低60°C，所述第一加熱處理的時(shí)間為120min ；步驟二、將步驟一中第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯沿長度或?qū)挾确较蛩腿?800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，并在第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，得到厚度為60mm，寬度為900mm的半成品板坯；所述第一軋制為單向軋制，所述第一軋制共分6道次完成，各道次軋制的變形量分別為30%，20%，18%，17.5%，12%，10%，所述第一軋制的總變形量為70% ;所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為2m/s ；步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，然后將水冷后的半成品板坯的長度剪切至1500mm，再將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于輥底式加熱爐中進(jìn)行第二加熱處理，所述第二加熱處理的溫度比TC4鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度低90°C，所述第二加熱處理的時(shí)間為140min ；步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二軋制，并在第二軋 制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測，水冷后得到厚度為30mm，寬度為1500mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直，所述第二軋制共分5道次完成，各道次軋制的變形量分別為18%，12.5%，12%，12%，10%,所述第二軋制的總變形量為50% ;所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為2m/s。本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板經(jīng)普通退火處理(在溫度為800°C的條件下保溫Ih左右)后，其在室溫(20°C)條件下的抗拉強(qiáng)度彡925MPa，屈服強(qiáng)度彡850MPa，延伸率彡10% ；本實(shí)施例TC4鈦合金寬幅厚板的橫向抗拉強(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度的差值<40MPa ;晶粒尺寸在15 μ m 30 μ m范圍內(nèi)，組織評級依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2505A-2008 “航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范”評級為7級。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)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TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將厚度為200mm 400mm，長度和寬度均為800mm 1200mm的TC4鈦合金板坯置于加熱爐中，在溫度為β相變點(diǎn)以下40°C 70°C的條件下保溫120min 240min進(jìn)行第一加熱處理； 步驟二、將步驟一中經(jīng)第一加熱處理后的TC4鈦合金板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第一軋制，得到厚度為60mm 200mm,寬度為800mm 1200mm的半成品板還；所述第一軋制的總變形量為50% 70% ;所述第一軋制為單向軋制； 步驟三、采用水冷的方法將步驟二中所述半成品板坯的溫度降至400°C以下，再將水冷后的半成品板坯的長度剪切至IOOOmm 2600mm，然后將剪切后的半成品板坯去除表面氧化皮后置于加熱爐中，在溫度為β相變點(diǎn)以下80°C 110°C的條件下保溫50min 140min進(jìn)行第二加熱處理； 步驟四、將步驟三中經(jīng)第二加熱處理后的半成品板坯送入2800mm熱軋機(jī)中進(jìn)行第二車L制，水冷至20°C室溫后得到厚度為30mm 100mm，寬度為IOOOmm 2600mm的TC4鈦合金寬幅厚板；所述第二軋制的總變形量為50% 70% ;所述第二軋制的軋制方向與第一軋制的軋制方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中第一軋制過程中采用紅外測溫儀對TC4鈦合金板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測；步驟四中第二軋制過程中采用紅外測溫儀對半成品板坯的溫度進(jìn)行監(jiān)測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中所述第一軋制共分5 7道次完成，所述第一軋制的道次變形量為10% 30%，所述第一軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第一軋制的速率為lm/s 4m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟一和步驟三中所述加熱爐均為輥底式加熱爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟四中所述第二軋制共分5 7道次完成，所述第二軋制的道次變形量為10% 30%，所述第二軋制的終軋溫度不低于800°C，所述第二軋制的速率為lm/s 4m/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，其特征在于，步驟二中所述第一軋制的總變形量與步驟四中所述第二軋制的總變形量相等。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種TC4鈦合金寬幅厚板的軋制方法，包括以下步驟一、將厚度為200mm～400mm，長度和寬度均為800mm～1200mm的TC4鈦合金板坯進(jìn)行第一加熱；二、將TC4鈦合金板坯進(jìn)行第一軋制，得到半成品板坯；三、將半成品板坯水冷至400℃以下，然后進(jìn)行剪切處理并去除表面氧化皮，之后進(jìn)行第二加熱；四、進(jìn)行第二軋制，得到厚度為30mm～100mm，寬度為1000mm～2600mm的TC4鈦合金寬幅厚板。本發(fā)明制備工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模批量生產(chǎn)；采用本發(fā)明制備的TC4鈦合金寬幅厚板的組織均勻且細(xì)小，綜合性能優(yōu)良。
文檔編號B21B37/74GK103203361SQ20131015385
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者謝英杰, 付文杰, 舒瀅, 李輝, 王瑞琴, 高維娜, 周玉川, 王蕊寧, 王興, 楊建朝, 張清, 呂利強(qiáng), 徐志輝, 喬軍偉, 范晗 申請人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司