詳細(xì)描述

鈦及鈦合金的性能優(yōu)異，可廣泛地應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)及國防事業(yè)的各個行業(yè)。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，鈦以其優(yōu)良的綜合性能和其輕質(zhì)的特點在航空領(lǐng)域的應(yīng)用得到拓展。TA15鈦板作為一種近α型鈦合金，除保留了鈦基材料的輕質(zhì)特點，其室溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能均具有顯著優(yōu)勢。但GJB2505A中對TA15鈦合金板材的組織類型有明確要求，除原始β晶界有效破碎，還需專門對TA15按組織評級圖進(jìn)行評定。而TA15特別是熱軋成型的板材，熱加工過程中，存在若加熱溫度過高則原始組織難以破碎、加熱溫度過低加工塑性難以保證的矛盾。

一、TA15鈦合金板生產(chǎn)工藝流程

真空自耗熔煉鑄錠→鍛造開坯→粗軋開坯→精軋成材

1、真空自耗熔煉鑄錠

在原料海綿鈦中配入純鋁、鈦鉬合金、海綿鋯、鋁釩合金及鈦白粉，所得到的混合物內(nèi)相應(yīng)成分的質(zhì)量百分比滿足以下范圍：AL：6.2～6.8％、Mo：0.8～1.5％、V：1～1.5％、Zr：1.8～2.2％以及O：0.06～0.09％；

2、鍛造開坯粗軋開坯

粗軋加熱溫度按相變點以下50℃控制；依次進(jìn)行精軋第一軋程開坯和精軋第二軋程成材，其中，精軋加熱溫度按相變點以下100℃控制，精軋總變形率≥70％；精軋末軋程變形率≥30％，精軋終軋溫度按650～700℃控制；退火。

3、精軋成才

其次，本發(fā)明對溫度以及變形率有相應(yīng)的要求：通過控制加熱溫度，避免加熱過程中組織的惡化；通過控制精軋總變形率、末軋程變形率及控制精軋終軋溫度實現(xiàn)對原始組織的有效破碎，為再結(jié)晶過程生成等軸的初生α相創(chuàng)造條件。本發(fā)明可使TA15熱軋板材原始組織完全破碎，并在后續(xù)熱處理過程中生成等軸雙態(tài)組織，組織類型完全滿足GJB2505A中對TA15的要求。

二、TA15鈦合金板10mm厚度熱軋板材工序研究

1、壓制電極時，根據(jù)原料的成分情況，根據(jù)計劃成分配比，分別在海綿鈦中配入純鋁、鈦鉬合金、海綿鋯、鋁釩合金及鈦白粉。使成分滿足以下范圍：AL：6.2～6.8％；Mo：0.8～1.5％；V：1～1.5％；Zr：1.8～2.2％；O：0.06～0.09％；

2、鍛造開坯規(guī)格為80mm×580mm×1020mm；

3、粗軋開坯兩火，加熱溫度為950～980℃，開坯厚度為20mm，終軋溫度為710℃；

4、精軋第一軋程開坯，加熱溫度為900～930℃，開坯厚度為15.0mm，終軋溫度為716℃；

5、精軋第二軋程成材，加熱溫度為900～930℃，成品厚度為10.0mm，終軋溫度為663℃，精軋總變形率為50％，末軋程(第二軋程)變形率為33.33％；

6、退火工藝按800±10℃×45分鐘空冷執(zhí)行；

7、產(chǎn)品性能檢驗：板材橫向室溫力學(xué)性能、產(chǎn)品力學(xué)性能滿足要求