一种TA5钛合金板及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于钛合金板材制备技术领域，具体涉及一种TA5钛合金板及其制备方法与应用。本发明专利技术通过对开坯轧制、表面处理、二火轧制、表面处理、三火轧制、热处理和表面处理等关键工序进行优化改善，得到了性能优良的TA5合金板材，该板材组织均匀，室温抗拉强度Rm≥725Mpa，屈服强度Rp0.2≥650Mpa，A≥16％，弯芯直径D＝3T，最大冷弯角αmax＝180°，最大冷弯角提升95～100°，可用于制造海洋装备，且本发明专利技术设备及工艺简单，可实现批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种TA5钛合金板及其制备方法与应用
本专利技术属于钛合金板材制备
，具体涉及一种TA5钛合金板及其制备方法与应用。
技术介绍
TA5钛合金因具有强度高、耐腐蚀等优良特性，被广泛用于舰船烟囱蒙皮、桅杆等零部件。冷卷成型是TA5钛合金板加工生产中的一种重要成型工艺，冷弯性能是表征板材成型能力的一个重要指标。按照国标GB/T3621，厚度不超过5mm的TA5板，要求弯芯直径D等于3倍板材厚度，60°弯曲试样表面不出现可见裂纹，但随着海洋装备的不断升级，60°已不足以满足高端装备的需求，因此需通过一定的措施来提高TA5板材的冷弯性能。影响板材冷弯性能的主要因素有成分、夹杂物、组织及表面缺陷等，目前对于钢材冷弯性能的研究较为成熟，如文献《板坯质量和工艺对热轧板卷冷弯性能的影响》研究了化学成分、金相组织以及轧制工艺对钢板冷弯性能的影响；公开号为CN107937815A的专利通过对成分、热轧工艺以及晶粒度的控制得到了冷弯性能良好的钢板，但关于改善钛合金冷弯性能的措施与方法尚未见诸国内文献及专利。因此，为满足日益升级的海洋装备需求，有必要通过对生产工艺的优化来提升TA5钛合金板的冷弯性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种TA5钛合金板的制备方法，该方法通过对关键工序进行优化改善，得到了性能优良的TA5钛合金板材。本专利技术的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的TA5钛合金板，该TA5钛合金板组织均匀、室温抗拉强度Rm≥725Mpa，屈服强度Rp0.2≥650Mpa，延伸率A≥16％、弯芯直径D＝3T，最大冷弯角αmax＝180°。本专利技术的再一目的在于提供上述TA5钛合金板的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种TA5钛合金板的制备方法，包含如下步骤：(1)开坯轧制：板坯开坯轧制，得到一火板；其中，一火加热温度为Tβ-(20～50℃)(铸锭相变点以下20～50℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧程变形量为40～90％，终轧温度≥750℃；(2)表面处理：对步骤(1)制得的一火板进行表面处理；(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，即轧制方向与一火轧制方向垂直，二火加热温度为Tβ-(50～100)℃，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧程变形量为40～85％，终轧温度≥600℃；其中，对于目标厚度≥5mm的成品钛板，此火次可直接轧至成品厚度，直接转至步骤(6)；(4)表面处理：对步骤(3)制得的二火板进行表面处理；(5)三火轧制：对步骤(4)中表面处理后的二火板进行三火单向轧制，三火加热温度为Tβ-(50～100)℃，保温系数为1.0±0.1min/mm，轧程变形量为40～80％，终轧温度≥500℃；(6)热处理：大气气氛下对步骤(3)制得的二火板或步骤(5)制得的三火板进行退火处理，然后直接进行热矫形；(7)表面处理：对步骤(6)热处理后的板材进行表面处理，得到TA5钛合金板；步骤(2)中所述的表面处理的具体操作优选为：步骤(1)制得的一火板经整面修磨去除表面缺陷(例如：裂纹、压入等)，其中，修磨方向垂直于一火轧制方向；步骤(4)中所述的表面处理的具体操作优选为：步骤(2)制得的二火板经喷砂、酸洗和修磨，去除表面缺陷(例如：裂纹、压入等)，其中，修磨深度不超过板材厚度的10％，修磨方向平行于二火轧制方向；步骤(6)中所述的退火的条件优选为：退火温度600～700℃，保温时间35～60min；步骤(7)中所述的表面处理的具体操作优选为：步骤(6)热处理后的板材经喷砂、酸洗和修磨，去除表面缺陷(例如：压入等)；所述的酸洗的去除量优选为0.04～0.06mm；一种TA5钛合金板，通过上述制备方法制备得到；所述的TA5钛合金板在海洋装备制造领域中的应用；本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术通过对关键工序轧制的优化，提升了TA5钛合金板的冷弯性能。(2)本专利技术通过对关键工序退火的优化，提升了TA5钛合金板的冷弯性能。(3)本专利技术通过对工序表面处理等关键的优化，进一步提升了TA5钛合金板的冷弯性能。(4)本专利技术制得的TA5钛合金板组织均匀，室温抗拉强度Rm≥725Mpa，屈服强度Rp0.2≥650Mpa，A≥16％，弯芯直径D＝3T，最大冷弯角αmax＝180°，综合性能优良。(5)本专利技术设备及工艺简单，可实现批量生产。附图说明图1是实施例1制得的TA5钛合金板的微观组织图。图2是实施例2制得的TA5钛合金板的微观组织图。图3是对比实施例1制得的TA5钛合金板的微观组织图。图4是对比实施例2制得的TA5钛合金板的微观组织图。图5是实施例1～2与对比实施1～2制得的TA5钛合金板冷弯后的试样形态图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)开坯轧制：将板材生产所用140mm厚板坯进行开坯轧制，得到一火板；其中，铸锭实测相变点1010℃，一火加热温度为980℃(Tβ-30℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧至厚度为25mm，轧程变形量为82％，终轧温度为766℃；(2)表面处理：步骤(1)制得的一火板经整面修磨去除表面裂纹、压入等缺陷，修磨方向垂直于一火轧制方向；(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，加热温度为930℃(Tβ-80℃)，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧至厚度为5mm，轧程变形量为80％，终轧温度为682℃；(4)热处理：大气气氛下对步骤(3)制得的二火板进行退火处理，退火温度为620℃，保温时间为60min，出炉后直接进行热矫形；(5)表面处理：步骤(4)热处理后的二火板经喷砂、强酸洗和修磨，去除表面压入等缺陷，得到TA5钛合金板；其中，酸洗去除量0.04mm左右；本实施例制得的TA5钛合金板材组织、冷弯后试样及性能分别见图1、图5与表1。实施例2(1)开坯轧制：将板材生产所用120mm厚板坯进行开坯轧制，得到一火板；其中，铸锭实测相变点1000℃，一火加热温度为980℃(Tβ-20℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧至厚度为18mm，轧程变形量为85％，终轧温度为752℃；(2)表面处理：步骤(1)制得的一火板经整面修磨去除表面裂纹、压入等缺陷，修磨方向垂直于一火轧制方向；(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，加热温度为920℃(Tβ-80℃)，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧至厚度为5mm，轧程变形量为72％，终轧温度为608℃；(4)表面处理：步骤(3)制得的二火板经喷砂、强酸洗与修磨，去除表面裂纹、压入等缺陷，其中，修磨深度不超过板材厚度的10％，修磨方向平行于二火轧制方向；(5)三火轧制：对步骤(4)中表面处理后的二火板进行三火单向轧制，加热温度为920℃(Tβ-80℃)，保温系数为1.0±0.1min/mm，轧至成品厚度为3mm，轧程变形量为40％，终轧温度为508℃；(6)热处理：大气气氛下对步骤(5)制得的三火板进行退火处理，退火温度为600℃，保温时间为35min，出炉后直接进行热矫形；(7)表面处理：步骤(6)热处理后的三火板经喷砂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TA5钛合金板的制备方法，其特征在于包含如下步骤：(1)开坯轧制：板坯开坯轧制，得到一火板；其中，一火加热温度为Tβ‑(20～50℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧程变形量为40～90％，终轧温度≥750℃；(2)表面处理：对步骤(1)制得的一火板进行表面处理；(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，即轧制方向与一火轧制方向垂直，二火加热温度为Tβ‑(50～100)℃，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧程变形量为40～85％，终轧温度≥600℃；其中，对于目标厚度≥5mm的成品钛板，此火次可直接轧至成品厚度，直接转至步骤(6)；(4)表面处理：对步骤(3)制得的二火板进行表面处理；(5)三火轧制：对步骤(4)中表面处理后的二火板进行三火单向轧制，三火加热温度为Tβ‑(50～100)℃，保温系数为1.0±0.1min/mm，轧程变形量为40～80％，终轧温度≥500℃；(6)热处理：大气气氛下对步骤(3)制得的二火板或步骤(5)制得的三火板进行退火处理，然后直接进行热矫形；(7)表面处理：对步骤(6)热处理后的板材进行表面处理，得到TA5钛合金板。...

【技术特征摘要】
1.一种TA5钛合金板的制备方法，其特征在于包含如下步骤：(1)开坯轧制：板坯开坯轧制，得到一火板；其中，一火加热温度为Tβ-(20～50℃)，保温系数为1.5±0.1min/mm，轧程变形量为40～90％，终轧温度≥750℃；(2)表面处理：对步骤(1)制得的一火板进行表面处理；(3)二火轧制：对步骤(2)中表面处理后的一火板进行二火换向轧制，即轧制方向与一火轧制方向垂直，二火加热温度为Tβ-(50～100)℃，保温系数为1.3±0.1min/mm，轧程变形量为40～85％，终轧温度≥600℃；其中，对于目标厚度≥5mm的成品钛板，此火次可直接轧至成品厚度，直接转至步骤(6)；(4)表面处理：对步骤(3)制得的二火板进行表面处理；(5)三火轧制：对步骤(4)中表面处理后的二火板进行三火单向轧制，三火加热温度为Tβ-(50～100)℃，保温系数为1.0±0.1min/mm，轧程变形量为40～80％，终轧温度≥500℃；(6)热处理：大气气氛下对步骤(3)制得的二火板或步骤(5)制得的三火板进行退火处理，然后直接进行热矫形；(7)表面处理：对步骤(6)热处理后的板材进行表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓博，麻毅，刘义辉，李渤渤，陈学伟，聂胜东，
申请(专利权)人：洛阳双瑞精铸钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41