一种钛合金ＴＣ４热轧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ＴＣ４热轧管及其制备方法，按重量百分比计合金组成为：Ｔｉ余量，Ａｌ（５．５～６．７５）％，Ｖ（３．５～４．５）％，Ｆｅ≤０．１％，Ｃ≤０．１％，Ｎ≤０．０３％，Ｈ≤０．０１５％，Ｏ≤０．１５％，在线加热管坯进行轧制，在线加热温度为６００～１２００℃保温１～４５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，轧制后的成品采用氧化退火或真空退火，退火后的成品则要再进行碱洗和酸洗或酸洗后水洗，获得产成品。此钛合金管性能中的抗拉强度８９５～１３００ＭＰａ，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 TC4 hot rolling pipe and preparation method thereof

The present invention relates to a titanium alloy, particularly a titanium alloy TC4 hot-rolled tube and its preparation method, according to the weight percentage of alloy composition is: Ti margin, Al (5.5 ~ 6.75)%, V (3.5 ~ 4.5)%, Fe = 0.1%, C = 0.1%, N = 0.03%, H = 0.015% O = 0.15%, on-line heating tube rolling line, the heating temperature is 600 to 1200 DEG C for 1 to 45 minutes, each time the amount of deformation is 15% ~ 85%, the rolling speed (20 ~ 90) / 1 - 10 times, rolling out the products, after rolling finished by oxidation annealing or vacuum annealing after annealing is finished, followed by alkali washing and pickling or pickling after washing, to obtain finished products. The tensile strength of the titanium alloy pipe is 895 ~ 1300MPa, the elongation is 8 to 25%, the metallographic structure is uniform, and the two metallurgical structures of stress annealing and recrystallization annealing are eliminated.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钛合金管及其制备，具体地说是一种TC4热(或温)轧管及其制备方法。
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TC4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TC4管材通常都是板材卷焊的、棒 材掏孔的、斜轧穿孔后外车内绞的，目前国内轧制钛合金TC4管材非常难加工，并且没有相 应成形的设备。
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TC4管，用上述方法加 工的钛合金TC4管其性能中的抗拉强度达到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TC4管，按重量百分比计合金组成为A1(5. 5 6. 75) %, V(3. 5 4. 5) %, Fe ^ 0. 1%, C ^ 0. 1%, N ^ 0. 03%, H ^ 0. 015%, 0 ^ 0. 15%, Ti 余量；所述钛合金TC4温或热轧管的制备方法按重量百分比计合金原料组成为A1(5. 5 6. 75) %, V(3. 5 4. 5) %, Ti余 量；按常规方法将上述原料加工成的管坯及半成品管，并控制钛合金TC4中Fe < 0. 1%， C^O. 1%,N^0. 03%, H^ 0.015%, 0^0. 15%，然后进行在线加热管坯进行轧制，在线 加热温度为600 1200°C保温1 45分钟；其TC4温轧管规格为外径01O~022Omm X壁厚0. 5 25mm，且外径与壁厚之 比必须大于2 ；在轧此钛合金管材时，管坯或半成品管内外表面添加胶体润滑剂，然后进行轧制， 每轧一个道次后必须采用氧化退火或真空退火，退火温度为600 900°C保温1 3小时， 每一个道次轧制变形量为15% 85%，轧制速度为20 90次/分；在轧制最后1或2个道次前必须碱洗和酸洗或酸洗后水洗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，退火的退 火温度为600 900°C保温1 3小时，退火后的成品则要再进行碱洗和酸洗或酸洗后水 洗，获得产成品。此钛合金TC4温(热)轧管性能中的抗拉强度在(895 1300) MPa，延伸 率在(8 25) %，其金相组织均勻，可以达到消除应力退火和完全再结晶退火的两种金相 组织，此方法轧制的TC4管材强度高、韧性好、耐高温和耐腐蚀。在线加热管坯进行轧制时的加热方式为两种，一种是电加热(如感应加热、电阻 加热)，另一种是燃气加热；所述胶体润滑剂为胶体石墨乳或玻璃粉。半成品坯料如果出现折叠、裂纹等缺陷，则必须将折叠、裂纹等缺陷修掉，对内表面处理，在轧制第一个或第二个道次时，进行内绞单边O 0. 8mm ；轧制成品前一个道次必须将氧化皮及缺陷全部修掉，酸洗或碱酸洗后再进行轧制，轧制道次最快一个道次就出成 品，最慢十个道次出成品。在轧此钛合金管材过程中，轧制道次为一个道次就出成品时，首先将管坯或半成 品管进行氧化退火，退火温度为600 900°C保温1 3小时，退火后碱洗和酸洗或酸洗后 水洗将氧化皮及缺陷全部修掉，管坯或半成品管内外表面添加润滑剂，然后进行轧制，轧制 变形量为15% 85%，轧制速度为20 90次/分；在轧制时，进行内铰单边0 0. 8mm ； 轧制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，退火的退火温度为600 900°C保温1 3小 时，退火后的成品则要再进行碱洗和酸洗或酸洗后水洗，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、耐腐蚀钛合金TC4冷轧管强度(895 1300MPa)比与TC4成份相近的TA18管(620MPa) 高，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，而现在的钛合金TC4温 (热)轧管材生产工艺每道都是在线加热保温轧制，轧制变形量大，速度快，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TC4温(热)轧管比棒材掏孔管成品率高，TC4温(热)轧管利用穿孔管进行轧制， 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TC4温(热)轧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TC4温(热)轧管的质量、性能。4.金相组织好TC4温(热)轧管金属内部组织比穿孔管坯外车内绞管要好的多，TC4温(热)轧 管在加工过程中，采用在线加热保温进行轧制，变形量大，这样可以使晶粒充分破碎重新组 合，使管子内部晶粒组织致密；而穿孔管坯外车内绞管只有将其晶粒组织拔长，所以穿孔管 坯外车内绞管金相组织没有TC4温(热)轧管好。5.使用寿命长TC4温(热)轧无缝管先天性组织致密，板材焊接管则在焊缝处有使用疲劳性，容 易造成缺口敏感开裂，所以有TC4温(热)轧无缝管比板材焊接管使用寿命长。6.表面质量好钛合金TC4温(热)轧管比挤压的TC4管内外表面质量要好的多，钛合金TC4温 (热)轧管内外表面光滑，且无折皱、划痕等缺陷，而挤压的内外表面则不光滑，有划痕。具体实施例方式本专利技术是通过现有的设备加上自制研发的专用设备及专用工模具、独特的操作方 法和轧制工艺就可以获得新型钛合金TC4温(热)轧管，下面通过实施例详述本专利技术。采用在线加热保温轧制法按常规步骤进行，首先用原料海绵钛、钒铝合金、 铝进行配料(按重量百分比计Al 6%, V 4%，Ti余量，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，控制钛合金TC4中Fe彡0. 1 %，C彡0. 1 %， N^O. 03% ,H^ 0.015%, 0^0. 15%,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；首先将管坯平头，热轧开坯，去油污，内绞，轧制，修刮，酸洗，精轧，平头，成品退 火，取样分析，矫直，定尺下料。下述实施例中的碱洗配比、酸洗重量配比均为 碱洗液(加热熔化后使用)[85 95 % NaOH+15 5 % NaNO3 (或KNO3)]酸洗液[30 40 % HN03+2 10 % HF+ 余量 H2O]实施例1.具体制备过程如下1.由TC4管坯088 X8.5，管坯内外表面添加石墨乳润滑剂，在线加热950°c保温5 分钟，进行轧制，第一道次轧制变形量为53%，轧制速度70次/分，空冷后修刮氧化膜及缺 陷·2.第一道下来的管坯内外表面添加石墨乳润滑剂，在线加热900°C保温6分钟，进 行轧制，第二个道次轧制变形量为43%，轧制速度50次/分，空冷后修刮氧化膜及缺陷，单 边内绞60道。3.第二道下来的管坯内外表面添加石墨乳润滑剂，在线加热800°C保温6分钟，进 行轧制，第三个道次轧制变形量为42 %，轧制成品038 X 3，轧制速度45次/分，空冷，碱洗后酸洗。4.成品038 X 3氧化退火800°c，2小时，空冷，取样分析其性能实测为Rm990MPa， RpO. 2 825MPa, A 11. 5% ；或，成品038X 3真空退火750°C，保温2小时，随炉冷却，取样分析其性能实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金ＴＣ４热轧管，其特征在于：按重量百分比计，合金组成为：Ａｌ（５．５～６．７５）％，Ｖ（３．５～４．５）％，Ｆｅ≤０．１％，Ｃ≤０．１％，Ｎ≤０．０３％，Ｈ≤０．０１５％，Ｏ≤０．１５％，Ｔｉ余量。

【技术特征摘要】
一种钛合金TC4热轧管，其特征在于按重量百分比计，合金组成为Al(5.5～6.75)％，V(3.5～4.5)％，Fe≤0.1％，C≤0.1％，N≤0.03％，H≤0.015％，O≤0.15％，Ti余量。2.—种权利要求1所述钛合金TC4热轧管的制备方法，其特征在于按重量百分比计合金原料组成为A1(5. 5 6. 75) %，V(3. 5 4. 5)%, Ti余量；按常 规方法将上述原料加工成的管坯及半成品管，并控制钛合金TC4中Fe≤0. 1%,C≤0. 1%, N≤O. 03%, H ≤ 0.015%, 0≤0. 15%，然后进行在线加热管坯进行轧制，在线加热温度为 600 1200°C保温1 45分钟；其TC4温轧管规格为外径010 0220mm X壁厚0. 5 25mm，且外径与壁厚之比必 须大于2 ；在轧此钛合金管材时，管坯或半成品管内外表面添加胶体润滑剂，然后进行轧制，每轧 一个道次后必须采用氧化退火或真空退火，退火温度为600 900°C保温1 3小时，每一 个道次轧制变形量为15% 85%，轧制速度为20 90次/分；在轧制最后1或2个道次前必须碱洗和酸洗或酸洗后水洗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，退火的退火 温度为600 90...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠世，郭淑君，孙雪梅，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：21[中国|辽宁]