钛合金板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钛合金板材及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，得到钛合金板坯；将钛合金板坯进行退火处理，退火温度为β相变点以下200℃～150℃，退火保温时间为4h～5h，得到等轴组织板坯；将等轴组织板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，保温30min～60min，然后快速冷却。本发明专利技术的钛合金板材为表面具有一定厚度双态组织，内部为等轴组织的钛合金板材，其同时具有较好的强度、塑性、韧性和热稳定性，具有优异的综合力学性能，能够满足钛合金多方面的服役性能要求。钛合金多方面的服役性能要求。钛合金多方面的服役性能要求。

【技术实现步骤摘要】
钛合金板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钛合金材料
，特别是涉及一种钛合金板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]钛合金被誉为“海洋金属”，在地球上的储存量非常丰富。钛合金有多项优异的性能，如：比强度高、无磁性、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、加工性及焊接性优异等。
[0003]钛合金厚板广泛地运用于核潜艇耐压壳体、压力容器、高强度张力构件、管路系统零部件等。热处理作为钛合金生产过程的重要工序，选择正确、合适的工艺以获得所需组织和性能显得尤为重要。
[0004]目前，钛合金的热处理方式通常采用统一热处理方式，即获得一种单一的钛合金组织形式，以满足服役性能要求。然而，单一的钛合金组织形式往往难以同时满足材料强度、塑性、韧性和热稳定性等多方面的服役性能要求。因此，有必要开发一种新的钛合金热处理方法，以使钛合金产品能够更好地满足多方面的服役性能要求。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对传统的制备方法难以获得综合性能较好的钛合金板材的技术问题，提供一种钛合金板材及其制备方法，该钛合金板材的强度、塑性、韧性和热稳定性均较好，综合性能优异，能够很好地满足对于钛合金板材的多方面服役性能要求。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案如下：
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种钛合金板材的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，得到钛合金板坯；
[0009]将所述钛合金板坯进行退火处理，退火温度为β相变点以下200℃～150℃，退火保温时间为4h～5h，得到等轴组织板坯；
[0010]将所述等轴组织板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，保温30min～60min，然后冷却。
[0011]在其中一些实施例中，所述将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，包括如下步骤：
[0012]将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～40℃，进行第一轧制，得到第一板坯。
[0013]在其中一些实施例中，所述第一轧制是指将所述钛合金坯料进行多道次横轧。
[0014]在其中一些实施例中，所述将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，还包括如下步骤：
[0015]将所述第一板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，进行第二轧制，得到所述钛合金板坯。
[0016]在其中一些实施例中，所述第二轧制是指将所述第一板坯进行多道次纵轧。
[0017]在其中一些实施例中，所述第一轧制的轧制道次为2～4道次；所述第二轧制的轧制道次为3～8道次。
[0018]在其中一些实施例中，在所述第一轧制之后，对所述第一板坯进行加热之前，所述制备方法还包括对所述第一板坯进行修磨的步骤。
[0019]在其中一些实施例中，所述冷却，包括如下步骤：
[0020]将保温后的所述等轴组织板坯，在10min～30min冷却至表面温度为β相变点以下500℃～400℃。
[0021]根据本专利技术的另一方面，提供了一种钛合金板材，所述钛合金板材的表面为双态组织，所述钛合金板材的内部为等轴组织。
[0022]在其中一些实施例中，所述钛合金板材通过本专利技术上述的制备方法制备得到。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术通过在特定的温度下对钛合金坯料进行加热轧制，得到钛合金板坯；再在特定的温度和时间条件下对钛合金板坯进行退火处理，使钛合金板坯整体上形成等轴组织，得到等轴组织板坯；然后对等轴组织板坯在特定的温度和保温时间条件下进行短时加热处理和冷却处理，使钛合金板坯的表面形成一层双态组织，得到钛合金板材产品。通过上述制备方法所得到的钛合金板材为表面具有双态组织，内部为等轴组织的钛合金板材。该钛合金板材不仅具有较好的塑性、较高的延伸率、良好的热稳定性，而且具有较高的强度和较好的韧性，该钛合金板材整体上具有非常优异的综合力学性能，能够很好地满足钛合金多方面的服役性能要求。
[0025]此外，本专利技术的钛合金板材的制备方法工艺流程简单、生产成本较低，能够控制形成的表面双态组织的厚度，进而可以方便地控制钛合金板材的力学性能。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例1所制备的钛合金板材的表面金相组织图谱。
[0027]图2为本专利技术实施例1所制备的钛合金板材的内部金相组织图谱。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0030]本专利技术的一些实施方式提供了一种钛合金板材的制备方法，该制备方法包括如下步骤S100至步骤S300。
[0031]步骤S100：将钛合金坯料加热至β相变点(T
β
)以下60℃～10℃进行轧制，得到钛合金板坯。
[0032]具体地，先将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～40℃，进行第一轧制，得到目标厚度的第一板坯；然后对第一板坯进行修磨处理，以去除第一板坯表面的氧化皮以及裂
纹；再将第一板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，进行第二轧制，得到目标厚度的钛合金板坯。
[0033]可以理解，在对钛合金坯料进行第一轧制时，该钛合金坯料的加热温度可以为β相变点以下60℃、58℃、56℃、55℃、53℃、51℃、50℃、48℃、46℃、45℃、43℃、41℃、和40℃等具体值。在对第一板坯进行第二轧制时，该第一板坯的加热温度可以为β相变点以下30℃、29℃、28℃、27℃、26℃、25℃、24℃、23℃、22℃、21℃、20℃、19℃、18℃、17℃、16℃、15℃、14℃、13℃、12℃、11℃和10℃等具体值。
[0034]该钛合金坯料可以采用各种类型的钛合金，例如，具体可以是牌号为TC4、TC3、TC2、TC1的钛合金等等。该钛合金坯料的初始形状可以根据实际需要进行选择，例如，可以为钛合金扁坯、钛合金棒坯等。优选采用钛合金扁坯。同样地，该钛合金坯料的厚度也可以根据实际需要进行选择，优选钛合金坯料的为20mm～40mm。
[0035]进一步地，对钛合金坯料进行第一轧制为多道次横轧；对第一板坯进行第二轧制为将第一板坯进行多道次纵轧。如此，通过将钛合金坯料先进行多道次横轧，再进行多道次纵轧相结合的方式，可以更好地减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，得到钛合金板坯；将所述钛合金板坯进行退火处理，退火温度为β相变点以下200℃～150℃，退火保温时间为4h～5h，得到等轴组织板坯；将所述等轴组织板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，保温30min～60min，然后冷却。2.根据权利要求1所述的钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，包括如下步骤：将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～40℃，进行第一轧制，得到第一板坯。3.根据权利要求2所述的钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述第一轧制是指将所述钛合金坯料进行多道次横轧。4.根据权利要求2所述的钛合金板材的制备方法，其特征在于，所述将钛合金坯料加热至β相变点以下60℃～10℃进行轧制，还包括如下步骤：将所述第一板坯加热至β相变点以下30℃～10℃，进行第二轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：温凯，杨胜，向午渊，张慧杰，欧阳涛，肖芬，
申请(专利权)人：湖南湘投金天科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：