一種鈦合金板材的制備方法技術

本發明專利技術公開一種鈦合金板材的制備方法，所述合金的各組分質量百分含量包括：Al?4-5％、Ni?1-2％、Cu?0.7-0.8％、V?0.5-0.7％、Bi?0.1-0.2％、Si?0.1-0.2％、In?0.07-0.09％、Ni?0.05-0.06％、Pd?0.03-0.04％、Pr?0.03-0.04％、Y?0.01-0.02％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，并通過鑄錠，退火處理，鍛造，熱軋，冷軋，淬火處理，保溫得到所述鈦合金板材，鈦合金板材強度達到1200MPa以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于錫基合金制造領域。
技術介紹
T1-6A1_4V是使用最廣泛、最成熟的典型的(α+β)兩相鈦合金，各國相繼研發的歷史已近四十年、并有各自的合金牌號。其成份特征為:合金元素允許波動范圍較寬(Α1:5.5% -6.75% )，雜質允許含量較高(Fe:0.3% max:0.2% max、H:0.015% max);從而帶來較高的冶金缺陷可能性、較低的塑性和韌性及較短的使用壽命。為此，以美、英為首的少數發達國家又在近20年開發了相應的低間隙合金，如美國UNS R56401、ASTM F468、Grade23、AMS4930、T1-64ELI，英國IMI318ELI，法國TA6VELI等，廣泛應用于低溫、醫療、艦船及飛行器等重要領域。其成份特征為:合金元素允許波動范圍較窄(A1:5.5%?6.5% )，雜質允許含量較低(Fe:0.25% max、0:0.13% max、Η:0.0125% );從而帶來較小的冶金缺陷可能性、較高的塑性和韌性、較好的焊接性能及較長的使用壽命。比T1-6A1-4V合金的K1C提高近一倍、da/dN降低達一個數量級，現已應用在先進的戰斗機和新一代民機上。例如，美國將T1-6A1-4V和T1-6A1-4V ELI合金應用于F-16戰斗機的水平尾翼轉軸、波音767的第一號駕駛艙風檔玻璃窗骨架和UH60A “黑鷹”、SH60B “海鷹”、CH53E “超級種馬”等直升機的主旋翼、尾旋翼轉動部件。民機波音747的主起落架用的支撐梁大型模鍛件(重1545kg、長6.2m、寬0.95m、投影面積4.06m2)，自1969年開始生產直到如今仍在供應中。如今，美國第四代戰機F22、F/A-18E/F等的T1-6Al-4V(T1-6Al-4V ELI)鈦合金應用已經進入采用更大型整體模鍛件的成熟應用階段，如F22戰斗機零件中鈦合金占飛機重量的41%，其中T1-6A1-4V ELI又占鈦合金重量的87.5%。其中F-22后機身整體式隔框(重1590kg、長3.8m、寬1.7m、投影面積5.53m2)是目前世界上最大的鈦合金閉式模鍛件。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種操作方便、工藝可控性強的鈦合金板材的制備方法。該工藝可使鈦合金板材保持良好的強度、斷裂韌性及塑性的匹配，板材性能批次穩定性提尚。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下:—種鈦合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質量百分含量包括:A1 4-5%、Ni 1-2%、Cu 0.7-0.8%、V 0.5-0.7%、Bi 0.1-0.2%、S1.1-0.2%、In0.07-0.09%、Ni 0.05-0.06%、Pd 0.03-0.04%、Pr 0.03-0.04%、Y0.01-0.02%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，所述方法包括以下步驟:(1)先將鈦合金組分元素按照比例準備原料，將原料放到熔煉爐中熔煉，然后澆入鑄模形成合金鑄錠，(2)對上述合金鑄錠進行均勻化退火處理，然后隨爐冷卻，均勻化退火溫度為1030°C，保溫時間為16小時；(3)對上述進行退火后的合金鑄錠進行加熱的始鍛溫度為910°C、終鍛溫度為810°C，鍛造后合金鑄錠在970°C下，保溫4小時；(4)熱乳:將上述保溫后的鑄坯經過5道次熱乳形成板材，熱乳的溫度范圍為880°C; (5)冷乳:先除去熱乳后板材表面的氧化膜，然后對板材進行第一道冷乳使板材的厚度減少8%，對冷乳后的板材進行中間退火處理，中間退火溫度為650°C，中間退火時間為5小時，對退火后的板材再次進行冷乳使板材的厚度減少8 %，重復執行冷乳和中間退火步驟，直到使板材達到要求的尺寸要求；(6)對板材進行淬火處理，淬火溫度為900°C的溫度進行水淬處理；(7)將淬火后的板材加熱至450°C，保溫3小時，得到所述鈦合金板材。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:A1 4.5%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Ni 1.5%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Cu 0.75%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:V 0.6%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Bi 0.15%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Si 0.15%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:1η 0.08%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Ni 0.055%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Pd 0.035%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Pr 0.035%。所述的鈦合金板材的制備方法，化學成分重量百分比為:Ce 0.015%。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果:本專利技術與現有技術相比具有什么優點:本專利技術加工窗口較寬，組織均勻性容易控制，能充分發揮低間隙鈦合金的性能優勢，加工的材料強度、韌性及塑性匹配良好，板材性能的批次穩定性得到提高。強度達到指標要求，強度達到1200MPa以上。【具體實施方式】實施例1:提供，其特征在于:所述合金的各組分質量百分含量包括:A1 4%、Ni l%、Cu 0.7%、V 0.5%、Bi 0.l%、Si 0.1%、In 0.07%、Ni 0.05%、Pd0.03%, Pr 0.03%, Y 0.01 %，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，所述方法包括以下步驟:(1)先將鈦合金組分元素按照比例準備原料，將原料放到熔煉爐中熔煉，然后澆入鑄模形成合金鑄錠，(2)對上述合金鑄錠進行均勻化退火處理，然后隨爐冷卻，均勻化退火溫度為1030°C，保溫時間為16小時；(3)對上述進行退火后的合金鑄錠進行加熱的始鍛溫度為910°C、終鍛溫度為810°C，鍛造后合金鑄錠在970°C下，保溫4小時；(4)熱乳:將上述保溫后的鑄坯經過5道次熱乳形成板材，熱乳的溫度范圍為880°C; (5)冷乳:先除去熱乳后板材表面的氧化膜，然后對板材進行第一道冷乳使板材的厚度減少8%，對冷乳后的板材進行中間退火處理，中間退火溫度為650°C，中間退火時間為5小時，對退火后的板材再次進行冷乳使板材的厚度減少8 %，重復執行冷乳和中間退火步驟，直到使板材達到要求的尺寸要求；(6)對板材進行淬火處理，淬火溫度為900°C的溫度進行水淬處理；(7)將淬火后的板材加熱至450°C，保溫3小時，得到所述鈦合金板材。實施例2:提供，其特征在于:所述合金的各組分質量百分含量包括:A1 5%、Ni 2%,Cu 0.8%,V 0.7%、Bi 0.2%、Si 0.2%、In0.09%、Ni 0.06%、Pd0.04%, Pr 0.04%, Y 0.02%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，所述方法包括以下步驟:(1)先將鈦合金組分元素按照比例準備原料，將原料放到熔煉爐中熔煉，然后澆入鑄模形成合金鑄錠，(2)對上述合金鑄錠進行均勻化退火處理，然后隨爐冷卻，均勻化退火溫度為1030°C，保溫時間為16小時；(3)對上述進行退火后的合金鑄錠進行加熱的始鍛溫度為910°C、終鍛溫度為810°C，鍛造后合金鑄錠在970°C下，保溫4小時；(4)熱乳:將上述保溫后的鑄坯經本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈦合金板材的制備方法，其特征在于：所述合金的各組分質量百分含量包括：Al?4?5％、Ni?1?2％、Cu?0.7?0.8％、V?0.5?0.7％、Bi?0.1?0.2％、Si?0.1?0.2％、In?0.07?0.09％、Ni?0.05?0.06％、Pd?0.03?0.04％、Pr?0.03?0.04％、Y?0.01?0.02％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，所述方法包括以下步驟：(1)先將鈦合金組分元素按照比例準備原料，將原料放到熔煉爐中熔煉，然后澆入鑄模形成合金鑄錠，(2)對上述合金鑄錠進行均勻化退火處理，然后隨爐冷卻，均勻化退火溫度為1030℃，保溫時間為16小時；(3)對上述進行退火后的合金鑄錠進行加熱的始鍛溫度為910℃、終鍛溫度為810℃，鍛造后合金鑄錠在970℃下，保溫4小時；(4)熱軋：將上述保溫后的鑄坯經過5道次熱軋形成板材，熱軋的溫度范圍為880℃；(5)冷軋：先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對板材進行第一道冷軋使板材的厚度減少8％，對冷軋后的板材進行中間退火處理，中間退火溫度為650℃，中間退火時間為5小時，對退火后的板材再次進行冷軋使板材的厚度減少8％，重復執行冷軋和中間退火步驟，直到使板材達到要求的尺寸要求；(6)對板材進行淬火處理，淬火溫度為900℃的溫度進行水淬處理；(7)將淬火后的板材加熱至450℃，保溫3小時，得到所述鈦合金板材。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐靖嵐，
申請(專利權)人：無錫清楊機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32