一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法，该方法将0级海绵钛经真空自耗电弧熔炼后得到钛铸锭，然后进行开坯锻造得到钛板坯，将钛板坯修磨后涂覆防氧化层，进行2火次换向热轧，再经两次冷轧得到钛板粗品，最后依次进行砂光、酸洗和定尺，得到钛板。本发明专利技术通过控制0级海绵钛中的氧元素和杂质元素的含量来降低钛板的强度，提高钛板的塑性，然后在两火次热轧过程中均采用小‑大‑小的轧制方式，使钛板坯发生大变形的同时细化了钛板坯组织的晶粒尺寸，进一步提高了钛板坯的塑性，并保证了钛板坯良好组织均匀性，改善了钛板坯的表面质量，减少了工序，缩短了制备流程。

A short process preparation method for high plasticity and low yield strength titanium plate

The invention discloses a short process preparation method for high plastic low yield strength titanium plate. The method makes titanium ingot obtained by melting 0 stage sponge titanium through vacuum self consumption arc melting and then forging the slab to get the titanium slab. The titanium slab is coated with anti oxidizing layer after grinding, and the 2 fire changing direction is hot rolled, and then the titanium plate is obtained by two cold rolling. Finally, sanding, pickling and sizing were carried out in order to get titanium plate. By controlling the content of oxygen and impurity elements in the 0 grade sponge titanium, the strength of the titanium plate is reduced and the plasticity of the titanium plate is improved. Then the small rolling method is adopted in the process of two fire hot rolling, which makes the titanium slab large deformation and refines the grain size of the titanium slab and further improves the titanium. The plasticity of the slab ensures the good uniformity of the titanium slab, improves the surface quality of the titanium slab, reduces the process and shortens the preparation process.

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法
本专利技术属于钛材制备
，具体涉及一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法。
技术介绍
钛是一种性能优异的金属材料，被广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。钛因具有质轻、耐腐蚀、耐高温等特点，成为飞行器动力系统中燃料贮箱的首选材料。随着航空航天业的发展，燃料贮箱的工作环境对钛材的性能提出更高的要求。燃料贮箱在工作过程中需要通过壳体的翻转才能将燃料推送出，从而提供动力。为了维持动力系统稳定工作，燃料贮箱的翻转性能必须稳定，这就要求制备燃料贮箱的钛材同时具有高塑性和低屈服性能，从而保证燃料贮箱在较低的强度下开始变形，并在翻转过程中不发生破裂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法。该方法通过控制0级海绵钛中的氧元素和杂质元素的含量来降低钛板的强度，提高钛板的塑性，然后在两火次热轧过程中均采用小-大-小的轧制方式，使钛板坯发生大变形的同时细化了钛板坯组织的晶粒尺寸，进一步提高了钛板坯的塑性，并保证了钛板坯良好组织均匀性，改善了钛板坯的表面质量，减少了工序，缩短了制备流程。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一、将0级海绵钛压制成电极，然后经3次真空自耗电弧熔炼，得到钛铸锭；所述0级海绵钛中的氧含量低于0.05％，杂质元素总含量不超过0.3％；步骤二、将步骤一中得到的钛铸锭进行2～3火次的开坯锻造，得到钛板坯；第1火次所述开坯锻造的温度为Tβ+100℃～Tβ+150℃，第2～3火次所述开坯锻造的温度均为Tβ-30℃～Tβ-150℃，每火次所述开坯锻造的终锻温度均不低于Tβ-200℃；每火次所述开坯锻造的总变形量均为75％～85％；步骤三、将步骤二中得到的钛板坯进行修磨并在其表面涂覆防氧化层，然后在温度为Tβ-100℃～Tβ-180℃的条件下进行第1火次热轧，再将经第1火次热轧后的板坯依次进行热矫直和剪切，然后在温度为Tβ-120℃～Tβ-200℃的条件下沿着与第1火次热轧垂直的方向进行第2火次热轧；所述第1火次热轧的道次为6～10次，道次变形量为8％～50％，总变形量为80％～95％，其中第1～2道次的道次变形量为8％～15％；所述第2火次热轧的道次为4～8次，道次变形量为8％～45％，总变形量为60％～80％，其中第1道次的道次变形量不高于15％；所述第1火次热轧和第2火次热轧的末次道次变形量均不超过30％；步骤四、将步骤三中经第2火次热轧后的钛板坯依次进行热矫直、剪切、退火、酸碱清洗和修磨；步骤五、将步骤四中经修磨后的钛板坯在室温下进行第1火次冷轧，再进行第1次真空退火处理，然后在室温下进行第2火次冷轧，再进行第2次真空退火处理得到钛板粗品；第1火次所述冷轧的总变形量为40％～55％；第2火次所述冷轧的总变形量为40％～50％；步骤六、将步骤五中得到的钛板粗品依次进行砂光、酸洗和定尺，最终得到钛板；所述钛板的抗拉强度Rm为270Mpa～325Mpa，屈服强度RP0.2为150Mpa～215Mpa，断后伸长率A为70％～92％，屈强比小于0.7。上述的一种高塑性低屈服强度钛板的制备方法，其特征在于，步骤二中所述钛板坯的厚度为40mm～100mm。上述的一种高塑性低屈服强度钛板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述经第1火次热轧后的钛板坯厚度为4mm～12mm，所述经第2火次热轧后的钛板坯厚度为1.5mm～5mm。上述的一种高塑性低屈服强度钛板的制备方法，其特征在于，步骤四中所述退火的温度为Tβ-150℃～Tβ-200℃，时间为0.5h～1.5h。上述的一种高塑性低屈服强度钛板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第1次真空退火处理的真空度不超过5×10-2Pa，温度为Tβ-100℃～Tβ-150℃，时间为1h～1.5h；所述第2次真空退火处理的真空度不超过1×10-2Pa，温度为Tβ-100℃～Tβ-200℃，时间为1h～1.5h。上述的一种高塑性低屈服强度钛板的制备方法，其特征在于，步骤六中所述钛板的厚度为0.3mm～1.5mm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术中两火次热轧均采用小-大-小的轧制方式，首先在第1火次热轧中的第1～2道次和第2火次热轧中的第1道次采用较小的道次变形量，在使钛板坯变形的同时保证了钛板坯的板型和表面状态，然后在两火次热轧中的中间道次采用较大的道次变形量，使钛板坯发生大变形，细化了钛板坯组织的晶粒尺寸，提高了钛板坯的塑性，最后在第1火次热轧和第2火次热轧的末次道次采用较小的道次变形量，在保证钛板坯良好组织均匀性的同时改善了钛板坯的表面质量。2、本专利技术通过改变原料0级海绵钛中的间隙元素含量来改善钛板的性能，一方面控制0级海绵钛中的氧含量低于0.05％，从而提高钛板的塑性，降低钛板的强度，另一方面控制0级海绵钛中的杂质元素Fe、C、N、H、O的总含量不超过0.3％，进一步降低了钛板的强度。3、本专利技术中热轧时采用换向轧制工艺，减少了钛板组织的各向异性和内部织构现象，提升了钛板的加工性能，改善了钛板加工成燃料贮箱的过程中由于钛板性能差异导致的箱体壁厚不均匀现象，为燃料贮箱成形为均匀半球形壳体提供了保证，大大提高了燃料贮箱的使用性能。4、本专利技术在开坯锻造、热轧和冷轧的工艺过程中均采用大变形量，减少了各工艺中的工序，缩短了制备流程，提高了生产效率。5、本专利技术得到了一种高塑性低屈服强度的钛板，该钛板的抗拉强度Rm为270Mpa～325Mpa，屈服强度RP0.2为150Mpa～215Mpa，断后伸长率A为70％～92％，屈强比小于0.7，适用于航空航天行业中的燃料贮箱材料。下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。具体实施方式实施例1本实施例的制备方法包括以下步骤：步骤一、将0级海绵钛压制成电极，然后经3次真空自耗电弧熔炼，得到钛铸锭；所述0级海绵钛中的氧含量为0.047％，杂质元素总含量不超过0.3％；步骤二、将步骤一中得到的钛铸锭进行3火次的开坯锻造，首先在1000℃进行三镦三拔，然后在850℃进行两镦三拔，最后在820℃进行两镦两拔，得到厚度为100mm的钛板坯；每火次所述开坯锻造的终锻温度均为700℃；每火次所述开坯锻造的总变形量均为85％；步骤三、将步骤二中得到的钛板坯进行修磨并在其表面涂覆防氧化层，然后在750℃进行10道次的第1火次热轧，第1火次热轧的总变形量为95％，每道次的道次变形量依次为：8％、15％、25％、30％、42％、50％、35％、20％、10％、8％，得到厚度为5mm的钛板坯，再将经第1火次热轧后的板坯依次进行热矫直和剪切，然后在740℃沿着与第1火次热轧垂直的方向进行4道次的第2火次热轧，第2火次热轧的总变形量为60％，每道次的道次变形量依次为：15％、40％、18％、8％，得到厚度为2mm的钛板坯；步骤四、将步骤三中经第2火次热轧后的钛板坯依次进行热矫直、剪切、退火、酸碱清洗和修磨；所述退火处理的温度为680℃，时间为0.5h；步骤五、将步骤四中经修磨后的钛板坯在室温下进行第1火次冷轧，第1火次冷轧的总变形量为40％，每道次的道次变形量依次为8％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将0级海绵钛压制成电极，然后经3次真空自耗电弧熔炼，得到钛铸锭；所述0级海绵钛中的氧含量低于0.05％，杂质元素总含量不超过0.3％；步骤二、将步骤一中得到的钛铸锭进行2～3火次的开坯锻造，得到钛板坯；第1火次所述开坯锻造的温度为Tβ+100℃～Tβ+150℃，第2～3火次所述开坯锻造的温度均为Tβ‑30℃～Tβ‑150℃，每火次所述开坯锻造的终锻温度均不低于Tβ‑200℃；每火次所述开坯锻造的总变形量均为75％～85％；步骤三、将步骤二中得到的钛板坯进行修磨并在其表面涂覆防氧化层，然后在温度为Tβ‑100℃～Tβ‑180℃的条件下进行第1火次热轧，再将经第1火次热轧后的板坯依次进行热矫直和剪切，然后在温度为Tβ‑120℃～Tβ‑200℃的条件下沿着与第1火次热轧垂直的方向进行第2火次热轧；所述第1火次热轧的道次为6～10次，道次变形量为8％～50％，总变形量为80％～95％，其中第1～2道次的道次变形量为8％～15％；所述第2火次热轧的道次为4～8次，道次变形量为8％～45％，总变形量为60％～80％，其中第1道次的道次变形量不高于15％；所述第1火次热轧和第2火次热轧的末次道次变形量均不超过30％；步骤四、将步骤三中经第2火次热轧后的钛板坯依次进行热矫直、剪切、退火、酸碱清洗和修磨；步骤五、将步骤四中经修磨后的钛板坯在室温下进行第1火次冷轧，再进行第1次真空退火处理，然后在室温下进行第2火次冷轧，再进行第2次真空退火处理得到钛板粗品；第1火次所述冷轧的总变形量为40％～55％；第2火次所述冷轧的总变形量为40％～50％；步骤六、将步骤五中得到的钛板粗品依次进行砂光、酸洗和定尺，最终得到钛板；所述钛板的抗拉强度Rm为270Mpa～325Mpa，屈服强度RP0.2为150Mpa～215Mpa，断后伸长率A为70％～92％，屈强比小于0.7。...

【技术特征摘要】
1.一种高塑性低屈服强度钛板的短流程制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将0级海绵钛压制成电极，然后经3次真空自耗电弧熔炼，得到钛铸锭；所述0级海绵钛中的氧含量低于0.05％，杂质元素总含量不超过0.3％；步骤二、将步骤一中得到的钛铸锭进行2～3火次的开坯锻造，得到钛板坯；第1火次所述开坯锻造的温度为Tβ+100℃～Tβ+150℃，第2～3火次所述开坯锻造的温度均为Tβ-30℃～Tβ-150℃，每火次所述开坯锻造的终锻温度均不低于Tβ-200℃；每火次所述开坯锻造的总变形量均为75％～85％；步骤三、将步骤二中得到的钛板坯进行修磨并在其表面涂覆防氧化层，然后在温度为Tβ-100℃～Tβ-180℃的条件下进行第1火次热轧，再将经第1火次热轧后的板坯依次进行热矫直和剪切，然后在温度为Tβ-120℃～Tβ-200℃的条件下沿着与第1火次热轧垂直的方向进行第2火次热轧；所述第1火次热轧的道次为6～10次，道次变形量为8％～50％，总变形量为80％～95％，其中第1～2道次的道次变形量为8％～15％；所述第2火次热轧的道次为4～8次，道次变形量为8％～45％，总变形量为60％～80％，其中第1道次的道次变形量不高于15％；所述第1火次热轧和第2火次热轧的末次道次变形量均不超过30％；步骤四、将步骤三中经第2火次热轧后的钛板坯依次进行热矫直、剪切、退火、酸碱清洗和修磨；步骤五、将步骤四中经修磨后的钛板坯在室温下进行第1火次冷轧，再进行第1次真空退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭萍，赵永庆，洪权，毛小南，贾蔚菊，赵恒章，张永强，侯红苗，潘浩，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61