【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛合金板材制备，具体而言，涉及一种高强钛合金装甲板及其制备方法。
技术介绍
1、装甲车辆是重要的陆基武器装备之一，高防护性、高机动性、轻量化是陆军装甲车辆的发展趋势，提升装甲材料的轻量化和防护性能，对于提高装甲车辆的性能具有重要的意义。
2、传统钢制装甲材料密度大、不耐腐蚀，一方面导致装甲车辆重量过大，机动性和续航能力下降，另一方面，在近海及环境高湿热的海岛区域，钢制装甲受海洋气候影响腐蚀严重，缩短了装甲车辆的服役寿命，增加了维护成本，无法满足未来装甲车辆高机动性、轻量化和高作战性能的发展要求。
3、钛合金具有密度低、比强度高、耐高低温、耐腐蚀等优点，工艺性能和环境适应性能优异，是一种理想的轻量化陆军装甲材料。tc4钛合金作为应用最为广泛的钛合金材料，其综合力学性能优良，已广泛应用于航空航天、船舶与海洋工程、化工等领域，但现有的tc4钛合金板材，其成分设计和制备工艺主要针对的是传统应用领域的使用工况，未充分考虑抗弹防护性能，因此抗弹防护性能无法满足实际需要。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高强钛合金装甲板及其制备方法以解决现有技术中的tc4钛合金板材的抗弹防护性能无法满足实际需要的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种高强钛合金装甲板，元素组成包括：al、v、fe、o和ti；所述元素组成al、v、fe、o和ti，以元素重量百分比，al为6.0-6.75％、v为3.5-
4、一种高强钛合金装甲板的制备方法，用于上述所述的高强钛合金装甲板，主要制备步骤如下：
5、步骤一、eb板坯制备
6、选用钛残料、海绵钛、铝钒中间合金、钛铁中间合金、铝豆及二氧化钛粉末，通过电子束冷床熔炼炉一次熔炼的方法制备轧板用板坯。
7、步骤二、一火轧制
8、将坯料装炉加热，装炉温度为960-1020℃，当炉温达到加热温度区间后开始计时进行保温，保温时间随坯料厚度增加而延长，保温时间为180min，加热结束后进行一火轧制，一火轧程变形率50-90％，一火道次变形率≤30％，一火终轧温度≥750℃。
9、步骤三、一火表面处理
10、对一火轧制的板材表面进行砂轮扒皮、千叶轮抛光处理，去除表面裂纹、夹杂和氧化皮，得到表面合格的一火半成品坯料或成品板。
11、步骤四、二火轧制
12、将表面处理后的一火半成品坯料装炉加热，装炉温度为900-960℃，坯料入炉开始计时，保温时间40min，加热结束后，进行二火换向轧制，轧制方向与一火轧制方向垂直，二火轧程变形率40-90％，二火道次变形率≤22％，二火终轧温度≥650℃。
13、步骤五、成品热处理
14、将板材装炉加热，板材热处理的温度为750-900℃，保温时间为30-120min，出炉后空冷，热处理完成后采用热矫直机、蠕变矫形炉或压机进行矫正板形，也可采用台车炉或地坑炉进行成摞退火矫正板形，使板材不平度满足要求。
15、步骤六、二火表面处理及定尺
16、采用喷砂酸洗、抛丸酸洗、碱酸洗和抛光中任一处理方式，去除表面氧化皮，定尺获得所需产品长宽和规格的钛合金装甲板材。
17、进一步的，所述步骤一中板坯超声波探伤检验不低于gb/t5193-2007标准b级。
18、进一步的，当一火轧制处理后得到一火半成品板坯时,步骤二中加热温度区间为tβ-(0～30)～tβ+(0～40)℃。
19、进一步的，当一火轧制处理得到成品板时,步骤二中加热温度区间为tβ-(20～80)℃。
20、进一步的，所述成摞退火的工艺参数为：钛板材叠放装炉总厚度≤150mm，钢压板厚度≥200mm，在室温下将板材装炉，加热到600～700℃，保温4～16h，先随炉冷却到500～600℃，开炉门30mm降温至400～550℃，然后开炉门50-80mm降温至300～400℃出炉空冷。
21、进一步的，当步骤三或步骤五最终制得的为成品板时,在表面处理前先对一火或二火轧制的板材进行以下热处理替代大气退火:将一火或二火轧制的板材进行固溶时效热处理,固溶温度890～970c,保温时间≥30min,空冷或水淬,时效温度480～690c,保温2～24h。
22、进一步的，步骤三或步骤五中得到的成品板超声波探伤检验均满足gb/t5193～2007标准a1级。
23、进一步的，步骤一中，“a1、fe”的加入形式以单质、任意两元中间合金、三元中间合金或多元合金的形式加入；“ti”以海绵的形式加入；“0”即“氧”,以二氧化钛形式加入。
24、进一步的，步骤一中,当选用真空自耗电弧炉var时,熔炼方式为真空自耗电弧炉var熔炼两次或两次以上。
25、相对于现有技术，本专利技术所述的高强钛合金装甲板及其制备方法具有以下优势：
26、1)通过优化al、o和fe的元素含量以及制备方法，显著提升了tc4钛合金板材的抗拉强度和硬度，提高了装甲车辆的抗弹防护性能；
27、2)降低了装甲车辆的重量，提升了机动性、防护性和续航能力，同时提高了耐腐蚀性能和装甲车辆的整体作战性能。
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1.一种高强钛合金装甲板，其特征在于，元素组成包括：Al、V、Fe、O和Ti；所述元素组成Al、V、Fe、O和Ti，以元素重量百分比，Al为6.0-6.75％、V为3.5-4.5％、Fe为0.2-0.4％、O为0.16-0.30％，其余为Ti。
2.一种高强钛合金装甲板的制备方法，用于权利要求1所述的高强钛合金装甲板，其特征在于，主要制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，步骤一中板坯超声波探伤检验不低于GB/T5193-2007标准B级。
4.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，当一火轧制处理后得到一火半成品板坯时,步骤二中加热温度区间为Tβ-(0～30)～Tβ+(0～40)℃。
5.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，当一火轧制处理得到成品板时,步骤二中加热温度区间为Tβ-(20～80)℃。
6.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，所述成摞退火的工艺参数为：钛板材叠放装炉总厚度≤150mm，钢压板厚度≥20
7.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，当步骤三或步骤五最终制得的为成品板时,在表面处理前先对一火或二火轧制的板材进行以下热处理替代大气退火:将一火或二火轧制的板材进行固溶时效热处理,固溶温度890～970C,保温时间≥30min,空冷或水淬,时效温度480～690C,保温2～24h。
8.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，步骤三或步骤五中得到的成品板超声波探伤检验均满足GB/T5193～2007标准A1级。
9.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，步骤一中，“A1、Fe”的加入形式以单质、任意两元中间合金、三元中间合金或多元合金的形式加入；“Ti”以海绵的形式加入；“0”即“氧”,以二氧化钛形式加入。
10.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，步骤一中,当选用真空自耗电弧炉VAR时,熔炼方式为真空自耗电弧炉VAR熔炼两次或两次以上。
...【技术特征摘要】
1.一种高强钛合金装甲板，其特征在于，元素组成包括：al、v、fe、o和ti；所述元素组成al、v、fe、o和ti，以元素重量百分比，al为6.0-6.75％、v为3.5-4.5％、fe为0.2-0.4％、o为0.16-0.30％，其余为ti。
2.一种高强钛合金装甲板的制备方法，用于权利要求1所述的高强钛合金装甲板，其特征在于，主要制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，步骤一中板坯超声波探伤检验不低于gb/t5193-2007标准b级。
4.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，当一火轧制处理后得到一火半成品板坯时,步骤二中加热温度区间为tβ-(0～30)～tβ+(0～40)℃。
5.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，当一火轧制处理得到成品板时,步骤二中加热温度区间为tβ-(20～80)℃。
6.根据权利要求2所述的高强钛合金装甲板的制备方法，其特征在于，所述成摞退火的工艺参数为：钛板材叠放装炉总厚度≤150mm，钢压板厚度≥200mm，在室温下将板材装炉，加热到600～70...
【专利技术属性】
技术研发人员：李渤渤，张强，郝晓博，王非，田永武，王哲，曹恒，刘峰，陶会发，
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：
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