一种具有良好冷成型性的耐热钛合金及其卷材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有良好冷成型性的耐热钛合金及其卷材的制备方法，包括以重量百分比计的以下组分：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素；其中，杂质元素的成分及含量分别为：Fe≤0.30％，C≤0.05％，N≤0.04％，H≤0.015％，O≤0.15％。本发明专利技术的钛合金在塑性较纯钛没有明显降低的前提下，极大的提高了合金的高温性能。该合金应用后，在满足强度等要求的情况下，极大的提高了合金的高温抗氧化性能；除卷材外，也可加工为板、棒、管等不同材料，满足各种需求高塑性、抗氧化性低强度材料的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好冷成型性的耐热钛合金及其卷材的制备方法
本专利技术属于金属材料熔炼及加工
，具体涉及一种具有良好冷成型性的耐热钛合金及其卷材的制备方法。
技术介绍
钛合金具有高的比强度、良好的耐蚀性能、好的生物相容性等一系列优点，在航空、航天、舰船、兵器、化工、生物医疗等领域的应用越来越广泛；且随着钛合金优异性能的逐步认知，其在民用等特殊用途的需求不断增加，尤其是近年来随着汽车工业的发展，钛合金在汽车部件上的应用越来越多，其比强高、弹性模量小、无磁性、热导率低等一系列优点，是汽车实现轻量化的理想金属。目前，常规的汽车排气筒材料一般分普通钢铁和不锈钢；普通钢耐蚀性差，使用一段时间后，普通钢制的排气筒内部会慢慢脱层，形成排气阻塞，严重影响动力并且造成排气不畅；不锈钢排气管较普通钢耐热、耐蚀性好，使用寿命长，但相对于钛合金来说，其耐蚀性较差，密度较大，在同等壁厚情况下，其重量为钛合金的两倍。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有良好冷成型性的耐热钛合金及其卷材的制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种具有良好冷成型性的耐热钛合金，所述耐热钛合金包括以重量百分比计的以下组分：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。本专利技术还提供了一种具有良好冷成型性的耐热钛合金卷材的制备方法，包括：步骤1：根据权利要求1所述的耐热钛合金的组成成分配比原料，然后在真空自耗电弧炉中进行真空自耗熔炼，得到钛合金圆形铸锭；步骤2：将所述钛合金圆形铸锭加热到α→β相变点以上100～200℃，进行开坯锻造，得到钛合金板坯；其中，所述钛合金圆形铸锭的总变形量达到60～80％；步骤3：将所述钛合金板坯加热并保温后进行热轧，并卷曲成钛合金热轧带卷；其中，所述钛合金板坯的总变形量达到80～98.5％，加热温度为所述钛合金板坯α→β相变点以上20～60℃，加热时间为板坯厚度×(1.0～1.5)min/mm；步骤4：将所述钛合金热轧带卷进行真空热处理，冷却得到钛合金冷轧坯料；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为所述钛合金热轧带卷厚度×(1.0～1.5)min/mm；步骤5：对所述冷轧钛合金坯料进行5～7道次冷轧，得到第一钛合金卷材；其中，所述冷轧钛合金坯料的总变形量达到40～60％；步骤6：对所述第一钛合金卷材进行真空热处理，冷却得到第二钛合金卷材；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为所述第一钛合金卷材厚度×(1.0～1.5)min/mm；步骤7：对所述第二钛合金卷材进行5～9道次冷轧，得到成品钛合金卷材；其中，所述第二钛合金卷材的总变形量达到40～60％；步骤8：对所述成品钛合金卷材进行真空热处理，冷却得到具有良好冷成型性的耐热钛合金卷材；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为成品钛合金卷材厚度×(1.0～1.5)min/mm。进一步地，所述步骤4、步骤6和步骤8中，所述钛合金热轧带卷、所述第一钛合金卷材以及所述成品钛合金卷材真空热处理后进行冷却时，均需通入惰性气体然后随炉冷却至小于100℃后出炉。进一步地，所述步骤1中，真空自耗熔炼的熔炼电压为20～40V，熔炼电流为18～40kA。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的钛合金在塑性较纯钛没有明显降低的前提下，极大的提高了合金的高温性能。该合金应用后，在满足强度等要求的情况下，极大的提高了合金的高温抗氧化性能；除卷材外，也可加工为板、棒、管等不同材料，满足各种需求高塑性、抗氧化性低强度材料的要求。2、使用本专利技术的钛合金卷材不但可以使汽车排气筒的使用寿命延长，且由于其重量减轻，降低了汽车的燃料消耗。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本专利技术实施例提供了一种具有良好冷成型性的耐热钛合金，该耐热钛合金包括以重量百分比计的以下组分：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。其中，杂质元素的成分及含量分别为：Fe≤0.30％，C≤0.05％，N≤0.04％，H≤0.015％，O≤0.15％。本专利技术的钛合金是在工业纯钛的基础上，根据强度计算及各合金元素在钛合金中的特点，添加了少量廉价合金元素Al、Si，产品的材料成本不高于工业纯钛及其它同强度水平的钛合金，同时材料的加工性能较好，加工成本并不高于工业纯钛及其它同强度水平的钛合金。该钛合金可用于各种需求高塑性，抗氧化性低强度材料的场所，且可加工为卷、板、棒、管等不同形状。实施例2本专利技术实施例在实施例1中耐热钛合金的基础上，提供了一种具有良好冷成型性的耐热钛合金卷材的制备方法，该耐热钛合金卷材的厚度为0.9mm；具体包括以下步骤：步骤1：将原料按下述重量百分比进行配料：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。其中，杂质元素的成分和含量分别为：Fe≤0.30％，C≤0.05％，N≤0.04％，H≤0.015％，O≤0.15％。步骤2：将上述的原料在真空自耗电弧炉中进行真空自耗熔炼，得到钛合金圆形铸锭。将上述的原料压制成电极，将电极在真空自耗电弧炉中进行2次真空自耗熔炼，其中，熔炼电压为20～40V，熔炼电流为18～40kA，得到的圆形铸锭的规格为Φ940mm～Φ1040mm；其中，Φ表示直径。步骤3：将上述的钛合金圆形铸锭加热到α→β相变点以上100～200℃，进行1火次开坯锻造，得到钛合金板坯；其中，钛合金圆形铸锭的总变形量达到60～80％。步骤4：将上述钛合金板坯加热并保温后进行1火次热轧，并卷曲成钛合金热轧带卷；其中，钛合金板坯的总变形量达到80～98.5％，加热温度为上述钛合金板坯α→β相变点以上20～60℃，加热时间为板坯厚度mm×(1.0～1.5)min/mm。步骤5：将上述的钛合金热轧带卷进行真空热处理，冷却得到钛合金冷轧坯料；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为钛合金热轧带卷厚度mm×(1.0～1.5)min/mm；热处理炉内真空度不大于10-3Pa；冷却时，需在热处理炉内通入氩气，使炉内压力为25Pa，然后随炉冷却至小于100℃后出炉。步骤6：对上述冷轧钛合金坯料进行5～7道次冷轧，得到第一钛合金卷材；其中，冷轧钛合金坯料的总变形量达到40～60％。其中，每道次冷轧钛合金坯料的变形量为10～20％。步骤7：对上述第一钛合金卷材进行真空热处理，冷却得到第二钛合金卷材；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为所述第一钛合金卷材厚度mm×(1.0～1.5)min/mm；热处理炉内真空度不大于10-3Pa；冷却时，需在热处理炉内通入氩气，使炉内压力为25Pa，然后随炉冷却至小于100℃后出炉。步骤8：对上述第二钛合金卷材进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有良好冷成型性的耐热钛合金，其特征在于，所述耐热钛合金包括以重量百分比计的以下组分：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有良好冷成型性的耐热钛合金，其特征在于，所述耐热钛合金包括以重量百分比计的以下组分：Al：0.5～2.0％；Si：0.05～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。


2.一种具有良好冷成型性的耐热钛合金卷材的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据权利要求1所述的耐热钛合金的组成成分配比原料，然后在真空自耗电弧炉中进行真空自耗熔炼，得到钛合金圆形铸锭；
步骤2：将所述钛合金圆形铸锭加热到α→β相变点以上100～200℃，进行开坯锻造，得到钛合金板坯；其中，所述钛合金圆形铸锭的总变形量达到60～80％；
步骤3：将所述钛合金板坯加热并保温后进行热轧，并卷曲成钛合金热轧带卷；其中，所述钛合金板坯的总变形量达到80～98.5％，加热温度为所述钛合金板坯α→β相变点以上20～60℃，加热时间为板坯厚度×(1.0～1.5)min/mm；
步骤4：将所述钛合金热轧带卷进行真空热处理，冷却得到钛合金冷轧坯料；其中，热处理温度为600～650℃，热处理时间为所述钛合金热轧带卷厚度×(1.0～1.5)min/mm；
步骤5：对所述冷轧钛合金坯料进行5～7道次冷轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小翔，乔璐，尹胜利，岳希星，石卫民，王文君，史莹莹，丁长勤，
申请(专利权)人：宝钛集团有限公司，宝鸡钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61