一种钛合金（TC11）轧制管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及钛合金，具体说是一种钛合金TC11成品管及其制备方法,按重量计合金组成为:Ti余量,Al(5.8~7.0)%,Si(0.2~0.35)%,Zr(0.8~2.0),Mo(2.8~3.8)%,Fe≤0.1%,C≤0.05%,N≤0.04%,H≤0.0125%,O≤0.15%；由上述方法制备的钛合金（TC11）管性能中的抗拉强度800~1300MPa,延伸率8~25%，金相组织均匀，消除应力退火和完全再结晶退火的两种金相组织。

Titanium alloy (TC11) rolling tube and preparation method thereof

The present invention relates to a titanium alloy, particularly a titanium alloy TC11 tube and its preparation method, by weight of alloy composition is: Ti margin, Al (5.8~7.0)%, Si% (0.2~0.35), Zr (0.8~2.0), Mo (2.8~3.8)%, Fe = 0.1%, C = 0.05%, N < 0.04%, H = 0.0125%, O = 0.15%; titanium alloy prepared by the method, the tensile strength of 800~1300MPa tube (TC11) performance, elongation 8~25%, homogeneous microstructure, stress relief annealing and recrystallization annealing of two kinds of microstructure.

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金（TC11）轧制管及其制备方法
本专利技术涉及钛合金管及其制备，具体地说是一种TC11轧制管及其制备方法。
技术介绍
随着钛合金的不断发展，越来越需求高强度、高韧性、耐高温和耐腐蚀的钛合金，尤其是钛合金管材需求越来越多，而钛合金管材的加工难度越来越大，钛合金TC11管材大部分应用于油田、核电站、化工等行业，而现在的钛合金TC11管材通常都是板材卷焊的、棒材掏孔的、斜轧穿孔后外车内铰的，目前国内没有一家能够轧制出钛合金（TC11）管材的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适合于现代市场需求的钛合金（TC11）管，此方法轧制的TC11管材强度高、韧性好、耐高温和耐腐蚀，用上述方法加工的钛合金TC11管其性能中的抗拉强度(Rm)达到895~1300MPa，延伸率8~25%。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种钛合金（TC11）轧制管，按重量百分比计合金组成为：Al(5.8~7.0)%,Si(0.2~0.35)%,Zr(0.8~2.0),Mo(2.8~3.8)%,Fe≤0.1%,C≤0.05%,N≤0.04%,H≤0.0125%,O≤0.15%；所述钛合金（TC11）轧制管的制备方法：此钛合金管（TC11）加工制备方法有四种，第一种是进行斜轧穿孔，获取管坯，修整管坯，进行冷轧制；第二种是进行斜轧穿孔，获取管坯，修整管坯，进行温（热）轧制；第三种是进行挤压加工，获取管坯，修整管坯，进行冷轧制；第四种是进行挤压加工，获取管坯，修整管坯，进行温（热）轧制；在轧制此钛合金管材时，管坯及半成品管内外表面添加润滑剂，然后进行轧制，每轧一个道次后的坯料要进行酸洗、酸洗后水洗，然后管坯要进行氧化退火，氧化退火的管坯则要再进行碱洗、碱洗后水洗；轧制一个道次出成品时不进行内绞，轧制第二道次出成品时，在轧制第一道次后进行内绞，在轧制3-10个道次出成品，在轧制第一或第二个道次时，进行内铰单边0~0.8mm，将每个道次前坯料的氧化皮及缺陷全部修掉，轧制道次1-10个道次出成品，成品采用真空退火或氧化退火，真空退火后的成品则要再进行酸洗、酸洗后水洗，获得产成品；氧化退火后的成品则要再进行碱洗、碱洗后水洗，获得产成品。此钛合金（TC11）轧制管性能好，其金相组织均匀，管材表面质量好。温（热）轧管坯时，在线或离线加热管坯进行轧制，在线加热温度为400~1200℃保温0~90分钟，每道次变形量为15%~85%，轧制速度（20~90）次/分，轧制1-10次出成品。在轧制此钛合金管材时，管坯或半成品管内外表面添加润滑剂，然后进行轧制，每轧一个道次后的坯料要进行酸洗、酸洗后水洗，然后管坯采用氧化退火，氧化退火温度为500~900℃保温0.5~3小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，每一个道次轧制变形量为15%~85%，轧制速度为20~90次/分；轧制一个道次出成品时不进行内绞，轧制第二道次出成品时，在轧制第一道次后进行内绞，在轧制3-10个道次出成品，在轧制第一或第二个道次时，进行内铰单边0~0.8mm，将氧化皮及缺陷全部修掉，再进行轧制，轧制为1-10道次，轧制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，氧化退火的退火温度为500~900℃保温0.5~3小时；真空退火的退火温度为500~900℃保温0.5~3小时，真空退火后的成品则要再进行酸洗、酸洗后水洗，获得产成品；氧化退火后的成品则要再进行碱洗、碱洗后水洗，获得产成品。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果：1.强度高、耐腐蚀：本专利技术钛合金TC11轧制管强度(Rm)（895~1300MPa）比现在常规的钛合金TA18管（620MPa）高275~680MPa，耐腐蚀性也远远超过TA18管。2.降低成本，缩短生产周期：现有钛合金管生产工艺每道轧制后都要进行真空退火，而本专利技术的钛合金TC11轧制管材生产工艺每道轧制后都进行氧化（非真空）退火，这样既降低了电耗成本也缩短了生产周期。3.成品率高,质量好，性能优：本专利技术TC11轧制管比棒材掏孔管成品率高，TC11轧制管利用穿孔管坯或挤压管坯进行轧制，损耗小，成品率高，而棒材掏孔管则需要掏出很多屑废品，损耗大，成品率低，棒材掏孔管只是棒材的质量和性能，而TC11轧制管是在棒材的基础上进行深加工的，则棒材掏孔管的质量、性能远不及TC11轧制管的质量、性能。4.金属内部组织好：本专利技术采用TC11轧制管，金属内部组织比穿孔管坯外车内铰管要好的多，TC11轧制管在加工过程中，要进行氧化退火，可以使晶粒回复原有状态，轧制时给管子纵向、径向一个均衡力，使管子基体内部晶粒组织致密；而穿孔管坯外车内铰管没有使晶粒回复原有状态，并且只有将其晶粒组织拔长，所以穿孔管坯外车内绞管金属组织没有TC11轧制管好。5.使用寿命长：本专利技术TC11轧制无缝管先天性组织致密，板材焊接管则在焊缝处组织状态与基体不一致，容易造成疲劳性晶间开裂，所以有TC11轧制无缝管比板材焊接管使用寿命长。6.表面质量好：本专利技术钛合金TC11轧制管比热挤压的管内外表面质量要好的多，钛合金TC11轧制管内外表面光亮，且无折皱、划痕等缺陷，而挤压的内外表面则不光亮，有划痕。7.钛合金TC11轧制管添补了国内空白。具体实施方式本专利技术是通过独特的配方、操作方法和轧制工艺就可以获得新型钛合金TC11轧制管，下面通过实施例详述本专利技术。采用氧化退火轧制法：按常规步骤进行，首先用原料海绵钛、钒铝合金、进行配料(按重量百分比计Al(5.8~7.0)%,Si(0.2~0.35)%,Zr(0.8~2.0),Mo(2.8~3.8)%,将原料混合)，挤压电极，焊接电极，装炉熔炼铸锭，扒皮取样分析，用铸锭锻造棒料(棒坯)，棒料车光下料，用光棒穿孔成管坯或用光棒掏孔挤压成管坯，再将管坯平头，开坯轧制成管坯，去油污，氧化退火，内铰，轧制，修刮，碱洗，酸洗，水洗，精轧制成品管坯，平头，退火，取样分析，探伤检验、水压检测、定尺下料。下述实施例中的碱洗液、酸洗液重量配比均为碱洗液：[85~95%NaOH+15~5%NaNO3(或KNO3)]酸洗液：[30~40%HNO3+2～10%HF+余量H2O]实施例1.具体制备过程如下：1．由斜轧穿孔获取的TC11管坯管坯内表面及芯棒（金属材质，实心的圆棒，棒规格取决于管坯或成品管内径规格）添加石墨润滑剂，进行温（热）轧制，在线加热温度为750℃,第一道次轧制变形量为30%，轧制速度35次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为600℃保温2小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；2.第一道下来的管坯单边内铰50道,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温（热）轧制，在线加热温度为700℃，第二个道次轧制变形量为35%，轧制速度30次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为600℃保温1.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；3.第二道下来的管坯,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温（热）轧制，在线加热温度为550℃，第三个道次轧制变形量为35%，轧制速度30次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为550℃保温1.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；4.第三道下来的管坯,内表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金TC11轧制管，其特征在于：按重量百分比计合金组成为：Ti余量,Al(5.8~7.0)%,Si(0.2~0.35)%,Zr(0.8~2.0),????????Mo(2.8~3.8)%,??????????????????????Fe≤0.1%,C≤0.05%,N≤0.04%,H≤0.0125%,O≤0.15%。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金TC11轧制管的制备方法，其特征在于：按重量百分比计合金组成为：Ti余量,Al5.8～7.0％,Si0.2～0.35％,Zr0.8～2.0％,Mo2.8～3.8％,Fe≤0.1％,C≤0.05％,N≤0.04％,H≤0.0125％,O≤0.15％，具体制备过程如下：1).由斜轧穿孔获取的TC11管坯管坯内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为750℃,第一道次轧制变形量为30％，轧制速度35次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为600℃保温2小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；2).第一道下来的管坯单边内铰50道,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为700℃，第二个道次轧制变形量为35％，轧制速度30次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为600℃保温1.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；3).第二道下来的管坯,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为550℃，第三个道次轧制变形量为35％，轧制速度30次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为550℃保温1.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；4).第三道下来的管坯,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为650℃，第四个道次轧制变形量为30％，轧制速度30次/分，空冷后出成品；成品退火有如下两种方式；5).第一种成品退火：氧化退火650℃,2小时，空冷，氧化退火后的成品则要再进行碱洗、碱洗后水洗，获得产成品；6).第二种成品退火：真空退火750℃，保温2小时，随炉冷却，真空退火后的成品则要再进行酸洗、酸洗后水洗，获得产成品。2.一种钛合金TC11轧制管的制备方法，其特征在于：按重量百分比计合金组成为：Ti余量,Al5.8～7.0％,Si0.2～0.35％,Zr0.8～2.0％,Mo2.8～3.8％,Fe≤0.1％,C≤0.05％,N≤0.04％,H≤0.0125％,O≤0.15％，具体制备过程如下：1).由斜轧穿孔获取的TC11管坯管坯内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为1200℃,第一道次轧制变形量为45％，轧制速度40次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为900℃保温3小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；2).第一道下来的管坯单边内铰50道,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为1200℃，第二个道次轧制变形量为40％，轧制速度35次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为800℃保温3小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；3).第二道下来的管坯,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为1100℃，第三个道次轧制变形量为35％，轧制速度30次/分，轧出的管坯空冷后进行氧化退火温度为800℃保温2.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；4).第三道下来的管坯,内表面及芯棒添加石墨润滑剂，进行温或热轧制，在线加热温度为900℃，第四个道次轧制变形量为30％，轧制速度30次/分，空冷后出成品；成品退火有如下两种方式；5).第一种成品退火：氧化退火650℃,2小时，空冷，氧化退火后的成品则要再进行碱洗、碱洗后水洗，获得产成品；6).第二种成品退火：真空退火750℃，保温2小时，随炉冷却，真空退火后的成品则要再进行酸洗、酸洗后水洗，获得产成品。3.一种钛合金TC11轧制管的制备方法，其特征在于：按重量百分比计合金组成为：Ti余量,Al5.8～7.0％,Si0.2～0.35％,Zr0.8～2.0％,Mo2.8～3.8％,Fe≤0.1％,C≤0.05％,N≤0.04％,H≤0.0125％,O≤0.15％，具体制备过程如下：1).由斜轧穿孔获取的TC11管坯管坯内外表面分别添加石蜡、二硫化钼锂基润滑脂润滑剂，进行冷轧制，第一道次轧制变形量为15％，轧制速度20次/分，轧出的管坯进行酸洗、酸洗后水洗，单边内铰50道,进行氧化退火温度为900℃保温2.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，检查缺陷并修刮缺陷；2).第一道下来的管坯内外表面分别添加石蜡、二硫化钼锂基润滑脂润滑剂，进行冷轧制，第二个道次轧制变形量为30％，轧制速度30次/分，轧出的管坯进行酸洗、酸洗后水洗，轧后两端头各开裂5公分，中间表面质量较好，切端头,进行氧化退火温度为850℃保温2.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，空冷后修刮缺陷；3).第二个道次下来的管坯内外表面分别添加石蜡、二硫化钼锂基润滑脂润滑剂，进行冷轧制，第三个道次轧制变形量为35％，轧制速度30次/分，轧出的管坯进行酸洗、酸洗后水洗，进行氧化退火温度为800℃保温2.5小时，氧化退火后的管坯则要进行碱洗、碱洗后水洗，空冷后修刮缺陷；4).第三个道次下来的管坯内外表面分别添加石蜡、二硫化钼锂基润滑脂润滑剂，进行轧制，第四个道次轧制变形量为20％，轧制成品轧制速度35次/分，轧出成品；成品退火有如下两种方式；5).第一种成品退火：氧化退火650℃,2.5小时，空冷，固溶时效后固溶840～960℃，29～61秒，空冷或水冷，时效470～570℃，4～8小时，空冷；固溶时效后的成品则要再进行碱洗、碱洗后水洗，获得产成品；6).第二种成品退火：真空退火650℃，保温2.5小时，随炉冷却，固溶时效后固溶840～960℃，29～61秒，空冷或水冷，时效470～570℃，4～8小时，空冷；固溶时效后的成品则要再进行碱洗、碱洗后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠世，郭淑君，张政宏，
申请(专利权)人：东港市东方高新金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：