【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工，具体涉及一种航空用tc2钛合金管材的制备方法。
技术介绍
1、tc2是一种α+β型钛合金，化学成分为ti-4al-1.5mn，属中强钛合金，tc2钛合金管材因其比强度高、耐腐蚀性好、且具有良好的可焊性，主要用作航空的连接管路。管路系统是飞机的生命线，直接影响飞机的整体性能。如果把发动机比作飞机的心脏，那么形形色色的管路就像飞机的血管网，源源不断地把各种营养输送到飞机全身的各个角落。管路系统的可靠性和持久性是满足适航要求、保障飞行安全和降低维修成本的重要因素，因此提高管路系统的技术水平对提高飞机性能是非常重要的。
2、虽然tc2钛合金的熔炼、锻造、棒材、板材加工技术已趋成熟，但由于tc2钛合金冷加工性能较差，通过冷轧加工管材的难度大。目前tc2钛合金管材的加工均采用温轧方式，且在加工过程易出现表面裂纹、壁厚偏差大，成品管材性能检测出现探伤不合格、力学性能不达标等难题。因此，迫切需要摸索出一条质量稳定、可操作性强的加工工艺路线。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种航空用tc2钛合金管材的制备方法。该方法通过对棒坯中的化学成分及金相组织进行限定，保证棒坯具有良好的塑性加工性能，结合对包套热挤压制度的限制并控制轧制的工艺参数及退火制度，有效克服了tc2钛合金的加工难度大、易开裂的缺陷，顺利完成加工过程，制备得到tc2钛合金管材，解决了tc2钛合金管材加工过程易出现表面裂纹、壁厚偏差大，成品管材性能检测不
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、选择经三次真空电弧炉熔炼得到的tc2钛合金铸锭作为原料进行锻造制备棒坯；所述棒坯的化学成分满足gb/t3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》标准要求，金相组织为典型两相区组织，无原始β晶界，且棒坯满足gb/t5193-2007《钛及钛合金加工品探伤方法》中a1级的要求；
4、步骤二、将步骤一中制备的棒坯先钻孔，然后包套，得到挤压棒坯；
5、步骤三、将步骤二中得到的挤压棒坯经加热后使用挤压机进行挤压，制备得到挤压管坯；
6、步骤四、对步骤三中得到的挤压管坯使用lg型两辊轧机进行多道次轧制，得到半成品管材；
7、步骤五、对步骤四中得到的半成品管材使用ld型三辊轧机进行多道次轧制，得到tc2钛合金管材，并进行外观尺寸、力学性能、水压、探伤检验。
8、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述棒坯中的铝元素质量含量为3.8％～4.1％，氧元素质量含量为0.06％～0.11％。
9、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述包套采用内钢皮外铜皮的双包套形式，其中钢皮厚度为0.5mm～1.0mm，铜皮厚度为0.8mm～1.2mm。
10、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述挤压机为25mn～45mn卧式挤压机，加热温度为(tβ-50)℃～(tβ-80)℃，其中tβ为相变点温度，单位为℃，所述挤压的速度为30mm/s～80mm/s，挤压比为5～15。
11、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述多道次轧制的总轧制变形量为20％～55％，送进量为3mm/次～6mm/次，车速为20次/min～60次/min。
12、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多道次轧制的总轧制变形量为15％～40％，送进量为2mm/次～5mm/次，车速为20次/min～45次/min。
13、上述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤三和步骤四中所述多道次轧制过程中，每道次轧制后均进行真空退火处理，且真空退火处理的温度为600℃～750℃。
14、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
15、1、本专利技术先对棒坯中的化学成分及金相组织进行限定，使得棒坯满足两相区加工组织、无原始β晶界的需求，而在转变的β基体上的等轴α组织，或等轴α和拉长α组织，以及部分破碎和扭曲的晶界α及片状α都是可以接受的，从而保证棒坯在后续的热挤压及轧制时具有良好的塑性加工性能，有利于难加工tc2钛合金的顺利成型，然后进行包套热挤压和两次轧制，通过对包套热挤压制度的限制并控制轧制的变形量、送进量和车速等参数及退火制度，有效克服了tc2钛合金的加工难度大、易开裂的缺陷，顺利完成加工过程，制备得到tc2钛合金管材，符合航空使用要求。
16、2、本专利技术通过对棒坯中影响tc2钛合金管材加工过程及最终性能的主要元素即氧元素和铝元素的含量进行了规定，确保tc2钛合金管材达到标准要求力学性能，避免含量过高影响棒坯加工塑性导致无法顺利加工，既满足中间生产过程的顺利进行，又满足成品管材的性能要求。
17、3、本专利技术通过对钻孔后的棒坯进行双包套处理后进行热挤压，并严格规定挤压比与挤压温度等工艺参数，控制挤压管坯的尺寸壁厚及外径偏差，避免偏差过大导致变形不均匀而不能满足成品管材对壁厚均匀度的要求，通常外径公差满足±0.5mm，壁厚公差满足±0.3mm，获得满足加工的组织和性能的挤压管坯，使其适用于后续轧制工艺要求。
18、4、本专利技术中的轧制过程均采用冷轧方法，通过限定轧制过程的变形量、车速及送进量，结合对每道次轧制后的退火温度进行规定，严格控制冷轧加工过程，避免了产物tc2钛合金管材出现表面裂纹及过大的壁厚偏差，并保证产物tc2钛合金管材性能检测结果符合航空用要求，且质量稳定，可操作性强，适宜推广至其他钛合金管材的加工。
19、下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。
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1.一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述棒坯中的铝元素质量含量为3.8％～4.1％，氧元素质量含量为0.06％～0.11％。
3.根据权利要求1所述的一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述包套采用内钢皮外铜皮的双包套形式，其中钢皮厚度为0.5mm～1.0mm，铜皮厚度为0.8mm～1.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述挤压机为25MN～45MN卧式挤压机，加热温度为(Tβ-50)℃～(Tβ-80)℃，其中Tβ为相变点温度，单位为℃，所述挤压的速度为30mm/s～80mm/s，挤压比为5～15。
5.根据权利要求1所述的一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述多道次轧制的总轧制变形量为20％～55％，送进量为3mm/次～6mm/次，车速为20次/min～60次/min。
6.根据权利要求1所述的一
7.根据权利要求1所述的一种航空用TC2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤三和步骤四中所述多道次轧制过程中，每道次轧制后均进行真空退火处理，且真空退火处理的温度为600℃～750℃。
...【技术特征摘要】
1.一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述棒坯中的铝元素质量含量为3.8％～4.1％，氧元素质量含量为0.06％～0.11％。
3.根据权利要求1所述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述包套采用内钢皮外铜皮的双包套形式，其中钢皮厚度为0.5mm～1.0mm，铜皮厚度为0.8mm～1.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种航空用tc2钛合金管材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述挤压机为25mn～45mn卧式挤压机，加热温度为(tβ-50)℃～(tβ-80)℃，其中tβ为相变点温度，单位为℃，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张智，罗登超，李旭升，李倩，杨佩，梁佳威，倪秀丽，王栋，张静，刘洋，张梦圆，师凯峰，文周锋，侯智敏，
申请(专利权)人：西部钛业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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