【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中厚板生产，尤其涉及一种厚度大于50mm、宽度2800mm以上的高强度的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法。
技术介绍
1、随着航空航天、深海探潜、船舶、海洋工程、化工及核能工业等领域技术的发展，对钛合金tc4eli板材的需求日益增加，并且提出了高强度、高尺寸精度以及良好冲击韧性和可焊接性的要求。目前，对宽幅、大尺寸钛合金板材的需求越来越大，这主要是因为使用厚度大于50mm、宽度为2800～4000mm的宽幅、大尺寸钛合金板材可减少拼接焊缝，减小制造过程焊材探伤工作量，降低设备维护成本，增加设备的安全性，同时可大幅降低工厂化预制成本，缩短材料采购周期，提升工程建造速度。但是，由于钛合金的弹性模量低，且随着板厚增加，会导致板材易产生碎浪，同时板形控制难度较大，导致在后续使用过程中无法达到自动焊接要求，严重影响客户使用，交货日期长。此类板材生产的特点是轧件厚、对轧制力及温度变化非常敏感，生产中极易出现浪形、轧废等诸多问题，废次品率高，轧完的钢板会出现类似瓦楞板的板形，导致平直度超标，不易形成批量生产能力；另外，由于弹性模量低、回弹大，冷态板材无法通过冷矫直机及压平机进行压平挽救。以上原因导致厚规格钛合金板材的制造成本显著增加，延长了交货周期。由此可见，如何解决厚度规格50mm以上、宽度大于2800mm的tc4eli钛合金板材的板形问题，提高其一次通过率，是该规格产品开发的关键。
2、迄今为止，国内外对厚度大于40mm、宽度大于2800mm的tc4eli钛合金板材的板形控制方法研究甚少。公开号为cn 10
3、期刊论文“轧制工艺对tc4eli钛合金超宽幅厚板材组织与力学性能的影响”(李瑞等著，《材料热处理学报》，2020年1期)中，主要通过优化控制轧制相变点温度区间，保证板材力学性能，但其未对适于生产的板材宽度及厚度组距、表面质量状态及成材率等指标进行明确说明。
4、以上文献公开的钢板板形控制方法，虽然解决了部分厚度规格tc4eli钛合金板材的板形问题，但不适合控制厚度规格50mm以上的高强度tc4eli钛合金板材的板形问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，无需后续离线温矫或冷矫处理，就能满足tc4eli钛合金的板形控制要求，解决了此类钛合金板材生产时由于轧件厚、变形抗力大、回弹量大导致出现浪形缺陷，提高产品一次通过率，降低废次品率。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，所述tc4eli钛合金中厚板的生产工艺过程包括钛合金扁锭修磨喷涂、加热、轧制、在线热矫直、堆垛缓冷及退火处理，具体过程如下：
4、1)钛合金扁锭修磨喷涂；
5、钛合金扁锭进行带温在线全表面修磨，修磨后的钛合金扁锭表面喷涂高温抗氧化涂料；
6、2)加热；
7、钛合金扁锭进加热炉进行加热，预热段温度为800～850℃，保温时间为45～60min；加热一段温度为880～910℃，保温时间为35～45min；加热二段温度为955～970℃，保温时间为35～45min；均热段温度为980～1020℃，保温时间为120～150min；同时控制均热段空燃比为1:1.7～1:2.3，保证钛合金扁锭的上下表面温差在20℃以内；
8、3)轧制；
9、轧制前，将辊道冷却水关闭；对钛合金扁锭进行往返轧制，先横轧后纵轧，横轧阶段单道次压下率为20％～25％，纵轧阶段至少前两道次采用大压下率，单道次压下率为20％～30％；轧制过程中对轧辊采用分段冷却，轧制头部段时，轧辊冷却水量按100～150m3/h开启；轧制中间段时，轧辊水量按150～200m3/h开启；轧制尾部段时，轧辊水量按100～150m3/h开启；轧制过程中采取调整辊速补偿，上下辊速差控制在-3％～-1.5％，末道次轧制压下量控制在1mm以内；开轧温度940～970℃，轧制速度3～5m/s，终轧温度≥800℃；末道次轧制结束后采用轧机高压水进行板材全长表面除鳞，除鳞机压力20～25mpa，轧后快速抛出，抛出速度5～6.5m/s；
10、4)在线热矫直；
11、进行三道矫直，矫直温度为720～750℃，矫直力为1500～1800kn，弯辊量为2～3.0mm，倾动值为4～7mm；
12、5)堆垛缓冷；
13、堆垛缓冷时钛合金中厚板的温度低于600℃，堆垛时间为24～48h；
14、6)退火处理；
15、入炉前在钛合金中厚板的上、下表面分别放置厚度为60mm以上的钢板，钢板和钛合金中厚板之间放置镍基合金垫块；退火温度为860～890℃，退火时间为4～6h，出炉空冷。
16、进一步的，所述tc4eli钛合金中厚板的化学成分按重量百分比计为o：0.07％～0.11％，fe：0.20％～0.25％，c≤0.08％，h≤0.012％，al：5.5％～6.5％，v：3.5％～4.5％，余量为ti及不可避免的杂质元素。
17、进一步的，所述tc4eli钛合金中厚板的宽度为2800mm以上。
18、进一步的，所述钛合金扁锭的制备过程为：采用一级海绵钛、al-v中间合金、al含量≥99.9％的高纯度al作为炉料，通过压制电极，在eb炉进行熔炼，钛合金扁锭。
19、进一步的，所述钛合金扁锭的尺寸为厚度×宽度×长度＝200～350mm×1550～1950mm×2500～4000mm。
20、进一步的，步骤1)中，钛合金扁锭修磨后的表面粗糙度ra≤80μm。
21、进一步的，所述步骤1)中，钛合金扁锭表面喷涂的高温抗氧化涂料为纳米sio2抗氧化涂料，厚度为0.6～0.9mm。
22、进一步的，所述步骤2)中，加热炉在均热段的炉头留2～4个空位。
23、进一步的，所述步骤3)中，采用中厚板往复式轧机进行轧制；以钛合金扁锭全长为l计，头部段为头部1/4l长度段，中间段为1/4l～3/4l长度段，尾部段为尾部1/4l长度段。
24、进一步的，tc4eli钛合金中厚板成品的平直度≤3mm/2m。
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【技术保护点】
1.一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述TC4ELI钛合金中厚板的生产工艺过程包括钛合金扁锭修磨喷涂、加热、轧制、在线热矫直、堆垛缓冷及退火处理，具体过程如下：
2.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述TC4ELI钛合金中厚板的化学成分按重量百分比计为O：0.07％～0.11％，Fe：0.20％～0.25％，C≤0.08％，H≤0.012％，Al：5.5％～6.5％，V：3.5％～4.5％，余量为Ti及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述TC4ELI钛合金中厚板的宽度为2800mm以上。
4.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述钛合金扁锭的制备过程为：采用一级海绵钛、Al-V中间合金、Al含量≥99.9％的高纯度Al作为炉料，通过压制电极，在EB炉进行熔炼，得到钛合金扁锭。
5.根据
6.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，步骤1)中，钛合金扁锭修磨后的表面粗糙度Ra≤80μm。
7.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，钛合金扁锭表面喷涂的高温抗氧化涂料为纳米SiO2抗氧化涂料，厚度为0.6～0.9mm。
8.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，加热炉在均热段的炉头留2～4个空位。
9.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，采用中厚板往复式轧机进行轧制；以钛合金扁锭全长为L计，头部段为头部1/4L长度段，中间段为1/4L～3/4L长度段，尾部段为尾部1/4L长度段。
10.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的TC4ELI钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，TC4ELI钛合金中厚板成品的平直度≤3mm/2m。
...【技术特征摘要】
1.一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述tc4eli钛合金中厚板的生产工艺过程包括钛合金扁锭修磨喷涂、加热、轧制、在线热矫直、堆垛缓冷及退火处理，具体过程如下：
2.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述tc4eli钛合金中厚板的化学成分按重量百分比计为o：0.07％～0.11％，fe：0.20％～0.25％，c≤0.08％，h≤0.012％，al：5.5％～6.5％，v：3.5％～4.5％，余量为ti及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述tc4eli钛合金中厚板的宽度为2800mm以上。
4.根据权利要求1所述的一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所述钛合金扁锭的制备过程为：采用一级海绵钛、al-v中间合金、al含量≥99.9％的高纯度al作为炉料，通过压制电极，在eb炉进行熔炼，得到钛合金扁锭。
5.根据权利要求1或4所述的一种厚度大于50mm的tc4eli钛合金中厚板的板形控制方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐海健，韩楚菲，王小强，付锡彬，乔馨，沙孝春，杨雨泽，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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