本发明专利技术涉及一种Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：1）备料，2）混料、压块，3）装料至电子束枪EB炉中，4）真空熔炼得Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金扁锭，5）加热至950～1050℃，保温6～7h，送入轧机上进行一火8道次轧制，6）加热至940～965℃，保温2～3h，送入轧机上进行二火7道次轧制，7）加热至920～930℃，保温1～2h，送入轧机上进行三火6道次轧制，8）在860～910℃下保温1～3h进行退火，冷却至室温后进行修磨、酸洗、矫直、剪切处理，得Ti‑Al‑Nb‑Zr‑Mo合金板材。通过缩短制造工艺流程，热轧板材综合成材率提高到80%左右，加工成本降低20～30%。
【技术实现步骤摘要】
一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法
本专利技术涉及一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法，属于合金材料轧制
技术介绍
Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金（即TA31钛合金）不仅密度低、比强度高、塑性好、耐蚀性强，而且还具有耐海水冲刷、无磁性、高应力腐蚀断裂韧性与冲击韧性及可焊性等优良性能，特别是其突出的耐海水性能和耐海洋大气腐蚀性能，是制造潜艇、舰船、鱼雷、深潜器壳体以及海洋石油钻井平台、海洋工程装备、离岸设施等领域的优异轻型板材，具有广阔的应用前景。现有制备TA31钛合金热轧板材的工艺流程如下：先将海绵钛与合金原料进行混料，而后压制、焊接成电极，经2～3次真空自耗电弧炉（VAR）熔炼成扁锭，然后将扁锭进行锻造、开坯加工，最后再进行热轧，从而制备出不同规格和用途的板材。上述工艺存在流程长、综合成材率低、加工成本高等缺点，导致板材制造成本居高不下，应用受到极大限制。因此有必要对现有技术加以改进。
技术实现思路
克服现有钛合金板材制备存在的上述不足，本专利技术提供一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法。本专利技术通过下列技术方案实现：一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：（1）按下列质量比配料：铝铌合金5.7～6.3wt.%铝豆4.05～4.77wt.%海绵锆1.5～2.5wt.%铝钼合金1.5～1.7wt.%海绵钛余量上述各组分总和为100wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；（4）在真空度为1.8×10-3～3.5×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，将压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6.0A，5号电子枪电流为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持8～12mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金扁锭；（5）在步骤（4）的合金扁锭表面喷涂适量防氧化液，送入加热炉中，以4～6℃/min的升温速率升温至950～1050℃，保温6～7h，送入轧机上，进行一火8道次轧制，控制轧程变形率为55～59%，轧后厚度为82～89mm，得一火轧板；（6）将步骤（5）的一火轧板送入加热炉中，加热至940～965℃，保温2～3h，送入轧机上，进行二火7道次轧制，控制轧程变形率为75～82%，轧后厚度为15～22mm，得二火轧板；（7）将步骤（6）的二火轧板送入加热炉中，加热至920～930℃，保温1～2h，送入轧机上，进行三火6道次轧制，控制轧程变形率为53～77%，轧后厚度为5～7mm，得三火轧板；（8）将步骤（7）的热轧板在860～910℃下保温1～3h进行退火，冷却至室温后进行修磨、酸洗、矫直、剪切处理，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金板材。所述步骤（5）中的防氧化液为市购的无铅水性涂料，该涂料无毒无污染，在控制表面氧化、阻碍块料渗氢的同时还可改善金属的流动，涂料采用无空气的常规喷涂系统喷涂在Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金扁锭表面，风干后再送入加热炉中。所述步骤（5）中一火轧制8道次中，各道次的变形率分配依次为：4～6%、7～9%、10～12%、11～13%、10～14%、12～14%、9～10%、7～9%。所述步骤（6）中二火轧制7道次中，各道次的变形率分配依次为：11～13%、17～20%、20～25%、20～23%、20～29%、18～24%、15～22%。所述步骤（7）中三火轧制6道次中，各道次的变形率分配依次为：13～28%、15～25%、18～25%、11～23%、7～19%、5～14%。所述步骤（8）得到的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金板材成分为：Al：5.5～6.5wt.%，Nb：2.5～3.5wt.%，Zr：1.5～2.5wt.%,Mo：0.6～1.5wt.%，余量为Ti。本专利技术具有下列优点和有益效果：采用上述技术方案得到的Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金板材，不仅组织和成分均匀、夹杂少、高纯净，而且加工工艺中无需进行锻造，直接使用铸锭进行热轧即可，大大缩短了钛合金板材的制造工艺流程，并且力学性能优于现有复杂制备工艺的水平。本专利技术工艺简单、操作方便，所得热轧板材的综合成材率提高到80%左右，生产成本降低20～30%，具有明显的市场应用前景。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。图2为本专利技术实施例1所得板材金相组织图。图3为本专利技术实施例2所得板材金相组织图。图4为本专利技术实施例3所得板材金相组织图。图5为本专利技术实施例1所得板材力学性能图。图6为本专利技术实施例2所得板材力学性能图。图7为本专利技术实施例3所得板材力学性能图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法，包括下列各步骤：（1）按下列质量比配料：铝铌合金6.3wt.%铝豆4.05wt.%海绵锆1.5wt.%铝钼合金1.5wt.%海绵钛86.65wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于120℃烘干5h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；（4）在真空度为1.8×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装混合料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5KV，电流均为3.3A，熔炼120min后，关闭电子枪，冷却20min后，将压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5KV，1～2号电子枪电流为2.3A，3～4号电子枪电流为5.3A，5号电子枪电流为3.6A，6～7号电子枪电流为1.6A，同时保持8mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：/n（1）按下列质量比配料：/n铝铌合金 5.7～6.3 wt.%/n铝豆 4.05～4.77 wt.%/n海绵锆 1.5～2.5 wt.%/n铝钼合金 1.5 ～1.7 wt.%/n海绵钛 余量/n上述各组分总和为100 wt.%；/n（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；/n（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；/n（4）在真空度为1.8×10
【技术特征摘要】
1.一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：
（1）按下列质量比配料：
铝铌合金5.7～6.3wt.%
铝豆4.05～4.77wt.%
海绵锆1.5～2.5wt.%
铝钼合金1.5～1.7wt.%
海绵钛余量
上述各组分总和为100wt.%；
（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；
（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；
（4）在真空度为1.8×10-3～3.5×10-3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，将压块料推入熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6.0A，5号电子枪电流为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持8～12mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti-Al-Nb-Zr-Mo合金扁锭；
（5）在步骤（4）的合金扁锭表面喷涂适量防氧化液，送入加热炉中，以4～6℃/min的升温速率升温至950～1050℃，保温6～7h，送入轧机上，进行一火8道次轧制，控制轧程变形率为55～59%，轧后厚度为82～89mm，得一火轧板；
（6）将步骤（5）的一火轧板送入加热炉中，加热至940～965℃，保温2～3h，送入轧机上，进行二火7道次轧制，控制轧程变形率为75～82%，轧后厚度为15～22mm，得二火轧板；
（7）将步骤（6）...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉勤，张关梅，邓亚杰，蒋业华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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