TC1钛合金宽幅薄板轧制工艺研究
发布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新时间：2016-04-14
近年来，随着我国航空工业的发展以及高性能战机研发项目的推进，对更宽更薄的TC1钛合金薄板的需求更为迫切。如何生产出能够满足使用要求的TC1钛合金宽幅薄板，成为我国钛材加工行业亟待解决的问题。因此研制幅宽在1200～1500mm 的高性能钛合金薄板势在必行。
我国从20世纪60年代初开始研制TC1钛合金，然而到目前为止，我国仅有少数几家公司可生产1000mm以内的TC1钛合金薄板，并且所生产的薄板在尺寸精度、板形、表面质量方面与国外存在一定差距。由于国内生产的TC1钛合金薄板幅宽较窄，在加工大型零件时往往需要进行大量的焊接。不仅焊接过程复杂，而且焊接中由于单位体积内热量集中，会造成热影响区变宽，组织性能不稳定，焊缝常成为易腐蚀源和断裂源，极大影响零件使用的安全性和寿命。此外，由于轧制工艺的问题，国内生产的TC1钛合金薄板微观组织不均匀，存在各向异性，成形性不稳定。因此，我国航空航天工业中所需的高性能TC1钛合金薄板尚需大量进口。 近年来，随着我国航空工业的发展以及高性能战机研发项目的推进，对更宽更薄的TC1钛合金薄板的需求更为迫切。如何生产出能够满足使用要求的TC1钛合金宽幅薄板，成为我国钛材加工行业亟待解决的问题。因此研制幅宽在1200～1500mm 的高性能钛合金薄板势在必行。
西部钛业有限责任公司建成一条稀有难熔金属板带材生产线，结合市场需求研制了各种牌号的钛合金宽幅薄板，其厚度为0.4～2.5mm（精度为±0.05mm）、幅宽为1200～1500mm、长度为2000～3000mm，填补了国内宽幅钛合金薄板的空白。为了进一步优化生产工艺，提高批次稳定性，科研人员分别研究采用包覆叠轧和冷轧两种工艺，制备TC1钛合金宽幅薄板，对比分析两种工艺制备的板材外观质量、组织与性能，并研究成品退火温度对冷轧板材组织及性能的影响，旨在为大规模生产提供参考。
实验原料为1级小颗粒海绵钛和Al-Mn55中间合金，经包合金包、电极压制、等离子组焊后，采用真空自耗电弧熔炼得到3.0t的Φ640mmTC1钛合金铸锭。铸锭经锯床锯切下料，用大吨位压机锻造加工至180±10mm的板坯。板坯经二火次开坯轧制轧至5mm。再经表面处理后，转至包覆叠轧工艺试制和冷轧工艺试制。包覆叠轧工艺：将4块板组合，之间涂敷隔离层，上下用钢板包覆封焊，一火次轧制到成品尺寸；再经退火、碱酸洗、砂带抛光至成品。冷轧工艺：单块板经二火次轧制到成品厚度，再经退火、蠕变矫形、碱酸洗。对比两种工艺制备的板材外观质量、组织及性能。分别在550、580、620、680℃对冷轧工艺制备的板材进行热处理，研究成品退火温度对冷轧板材组织与力学性能的影响。在OLYMPUS PMG3光学显微镜上进行显微组织观察，在Instron-1851万能材料试验机上按照GB/T 228-2002进行力学性能测试，拉伸速度为1mm/min。试验结果如下：
（1）包覆叠轧工艺制备的TC1钛合金板材表面质量较差，碱酸洗后仍存在橘皮、小凸起、凹坑等缺陷，表面处理较为困难；而冷轧工艺制备的TC1钛合金板材表面均匀一致，光洁度好，且缺陷少，表面质量明显优于包覆叠轧板材。
（2）冷轧TC1钛合金薄板成品退火温度控制在550～580℃较为合适。原料化学成分波动、轧制工艺改变，热处理制度可作适当调整。作为值得信赖的合作伙伴和高品质金属合金的半成品供应商，艾荔艾拥有完善的服务体系和专业的团队。在同客户交易的过程中，我们力求根据不同的应用需求将我们的产品做到精益求精。针对当前和未来的市场需求，艾荔艾致力于为客户提供最佳的金属材料解决方案。
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