一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法技术

本发明专利技术公开的一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、选择Ti‑6Al‑4Mo‑4Zr‑2Sn‑2Cr‑1Fe‑1Nb棒坯；步骤2、于大气气氛下，采用加热炉加热步骤1中选择的棒坯，并对其进行保温处理；步骤3、将经步骤2处理后得到的棒坯放置于在横列式轧机上，经加热轧制至成品棒坯；步骤4、将经步骤3轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材。本发明专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，轧制的高强钛合金抗拉强度超过1500MPa，同时延伸率和断面收缩率分别能达到10％和30％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属加工方法
，具体涉及一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法。
技术介绍
由于钛合金具有较高的比强度、良好的耐蚀性，并可在较高的温度下服役，被作为飞机结构件设计和制造的主要材料。为实现大量减重、增加推重比、提高飞行速度和续航能力的目地，飞机框梁的钢材和发动机制造用的镍基合金逐渐被钛合金所取代。随着航空、航天技术的发展，一般抗拉强度为1000MPa～1200MPa的α+β钛合金已不能满足飞机设计的要求，而抗拉强度到达1400MPa左右的β21s、β-C等钛合金其设计强度要求为1300MPa，对于服役强度在1500MPa以上的许多部件仍在使用合金钢。因此，开发一种抗拉强度达到1600MPa，设计使用强度在1500MPa级的超高强度钛合金对我国航空、航天事业有极大的推进作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，轧制的高强钛合金抗拉强度超过1500MPa，同时延伸率和断面收缩率分别能达到10％和30％。本专利技术所采用的技术方案是，一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯；步骤2、于大气气氛下，采用加热炉加热步骤1中选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，并对其进行保温处理；步骤3、将经步骤2处理后得到的棒坯放置于在横列式轧机上，经加热轧制至成品棒坯；步骤4、将经步骤3轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。本专利技术的特点还在于：步骤1中选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，其标准具体如下：Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯的横截面直径为45mm～55mm，表面为带有氧化层的黑皮或经过扒皮处理，且横向组织和纵向组织均匀。步骤2中加热炉采用的是电阻式加热炉。步骤2中加热温度为780℃～900℃。步骤2中保温时间为1h～2h。在步骤3的加热轧制过程中：变形量总量为85.0％～98.0％，横列式轧机的孔型系为圆-扁-方，经过8道～18道次轧制，每道次变形量为10％～30％。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，能生产出一种抗拉强度超过1500MPa，延伸率和断面收缩率分别超过10％和30％的小规格Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb钛合金棒材。(2)本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，解决了目前高强钛合金不具备高强高塑性的问题，填补了我国服役环境在1500MPa级的高强高塑钛合金的空白。附图说明图1是利用本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法轧制的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb小棒材的纵向组织高倍显微组织图；图2是利用本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法轧制的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb小棒材的横向组织高倍显微组织图；图3是利用本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法轧制的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb小棒材的力学性能图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，选择标准具体如下：Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯的横截面直径为45mm～55mm，表面为带有氧化层的黑皮或经过扒皮处理，且横向组织和纵向组织均匀。步骤2、于大气气氛下，采用加热炉加热步骤1中选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，并对其进行保温处理；其中，加热炉采用的是电阻式加热炉，加热过程中加热温度为780℃～900℃；保温时间为1h～2h。步骤3、将经步骤2处理后得到的棒坯放置于在横列式轧机上，经加热轧制至成品棒坯；在加热轧制过程中：变形量总量为85.0％～98.0％，横列式轧机的孔型系为圆-扁-方，经过8道～18道次轧制，每道次变形量为10％～30％。步骤4、将经步骤3轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。利用本专利技术一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法得到的是一种抗拉强度达到1610MPa，延伸率达到12％，断面缩率为40％的小规格棒材。实施例1选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，选择标准为：Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯的横截面直径为45mm，表面为带有氧化层的黑皮或经过扒皮处理，且横向组织和纵向组织均匀；于大气气氛下，采用电阻式加热炉加热选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，加热温度为780℃，并对其进行保温处理，保温时间为1h，得到棒材坯料；将棒材坯料放置于在横列式轧机上加热轧制至成品棒坯，在加热轧制过程中：变形量总量为85.0％，横列式轧机的孔型系为圆-扁-方，经过8道次轧制，每道次变形量为15％～30％；将轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。实施例2选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，选择标准为：Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯的横截面直径为50mm，表面为带有氧化层的黑皮或经过扒皮处理，且横向组织和纵向组织均匀；于大气气氛下，采用电阻式加热炉加热选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，加热温度为900℃，并对其进行保温处理，保温时间为1.5h，得到棒材坯料；将棒材坯料放置于在横列式轧机上加热轧制至成品棒坯，在加热轧制过程中：变形量总量为95.0％，横列式轧机的孔型系为圆-扁-方，经过14道次轧制，每道次变形量为10％～22％；将轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。实施例3选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，选择标准为：Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯的横截面直径为55mm，表面为带有氧化层的黑皮或经过扒皮处理，且横向组织和纵向组织均匀；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、选择Ti‑6Al‑4Mo‑4Zr‑2Sn‑2Cr‑1Fe‑1Nb棒坯；步骤2、于大气气氛下，采用加热炉加热步骤1中选择的Ti‑6Al‑4Mo‑4Zr‑2Sn‑2Cr‑1Fe‑1Nb棒坯，并对其进行保温处理；步骤3、将经步骤2处理后得到的棒坯放置于在横列式轧机上，经加热轧制至成品棒坯；步骤4、将经步骤3轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti‑6Al‑4Mo‑4Zr‑2Sn‑2Cr‑1Fe‑1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。

【技术特征摘要】
1.一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、选择Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯；步骤2、于大气气氛下，采用加热炉加热步骤1中选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒坯，并对其进行保温处理；步骤3、将经步骤2处理后得到的棒坯放置于在横列式轧机上，经加热轧制至成品棒坯；步骤4、将经步骤3轧制后的成品棒坯，依次经固溶、时效处理，最后矫直磨削加工至钛合金成品棒材，得到的钛合金成品棒材是名义成分为Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb，抗拉强度超过1500MPa的小规格钛合金棒材。2.根据权利要求1所述的一种1500MPa级钛合金棒材的轧制方法，其特征在于，所述步骤1中选择的Ti-6Al-4Mo-4Zr-2Sn-2Cr-1Fe-1Nb棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：田琳，朱燕丽，侯峰起，张鹏，王凯旋，和永岗，刘向宏，冯勇，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61