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TC1钛合金宽幅薄板轧制工艺研究

腊月:快赢彩票网    发布时间:2017-12-13 点击量:
    我国从20世纪60年代初开始研制TC1钛合金,然而到目前为止,我国仅有少数几家公司可生产1000mm以内的TC1钛合金薄板,并且所生产的薄板在尺寸精度、板形、表面质量方面与国外存在一定差距。由于国内生产的TC1钛合金薄板幅宽较窄,在加工大型零件时往往需要进行大量的焊接。不仅焊接过程复杂,而且焊接中由于单位体积内热量集中,会造成热影响区变宽,组织性能不稳定,焊缝常成为易腐蚀源和断裂源,极大影响零件使用的安全性和寿命。此外,由于轧制工艺的问题,国内生产的TC1钛合金薄板微观组织不均匀,存在各向异性,成形性不稳定。因此,我国航空航天工业中所需的高性能TC1钛合金薄板尚需大量进口。     近年来,随着我国航空工业的发展以及高性能战机研发项目的推进,对更宽更薄的TC1钛合金薄板的需求更为迫切。如何生产出能够满足使用要求的TC1钛合金宽幅薄板,成为我国钛材加工行业亟待解决的问题。因此研制幅宽在1200~1500mm 的高性能钛合金薄板势在必行。      西部钛业有限责任公司建成一条稀有难熔金属板带材生产线,结合市场需求研制了各种牌号的钛合金宽幅薄板,其厚度为0.4~2.5mm(精度为±0.05mm)、幅宽为1200~1500mm、长度为2000~3000mm,填补了国内宽幅钛合金薄板的空白。为了进一步优化生产工艺,提高批次稳定性,科研人员分别研究采用包覆叠轧和冷轧两种工艺,制备TC1钛合金宽幅薄板,对比分析两种工艺制备的板材外观质量、组织与性能,并研究成品退火温度对冷轧板材组织及性能的影响,旨在为大规模生产提供参考。      实验原料为1级小颗粒海绵钛和Al-Mn55中间合金,经包合金包、电极压制、等离子组焊后,采用真空自耗电弧熔炼得到3.0t的Φ640mmTC1钛合金铸锭。铸锭经锯床锯切下料,用大吨位压机锻造加工至180±10mm的板坯。板坯经二火次开坯轧制轧至5mm。再经表面处理后,转至包覆叠轧工艺试制和冷轧工艺试制。包覆叠轧工艺:将4块板组合,之间涂敷隔离层,上下用钢板包覆封焊,一火次轧制到成品尺寸;再经退火、碱酸洗、砂带抛光至成品。冷轧工艺:单块板经二火次轧制到成品厚度,再经退火、蠕变矫形、碱酸洗。对比两种工艺制备的板材外观质量、组织及性能。分别在550、580、620、680℃对冷轧工艺制备的板材进行热处理,研究成品退火温度对冷轧板材组织与力学性能的影响。在OLYMPUS PMG3光学显微镜上进行显微组织观察,在Instron-1851万能材料试验机上按照GB/T 228-2002进行力学性能测试,拉伸速度为1mm/min。试验结果如下:  (1)包覆叠轧工艺制备的TC1钛合金板材表面质量较差,碱酸洗后仍存在橘皮、小凸起、凹坑等缺陷,表面处理较为困难;而冷轧工艺制备的TC1钛合金板材表面均匀一致,光洁度好,且缺陷少,表面质量明显优于包覆叠轧板材。      (2)冷轧TC1钛合金薄板成品退火温度控制在550~580℃较为合适。原料化学成分波动、轧制工艺改变,热处理制度可作适当调整。

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