专利名称：一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法
一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法技术领域
本发明属于钛合金热加工后的快冷技术领域，特别涉及一种钛合金热加工后的在 线水淬快冷方法。
背景技术：
钛合金热加工后通过迅速快冷可以保持较多的空位和缺陷以及储存变形能，为后 来加工过程中发生回复、再结晶以及时效析出物提供形核位置，从而达到钛合金析出物弥 散、晶粒细小、性能增强的目的。目前，迅速快冷工艺只能在实验室实现，而在钛合金板材大 型工业生产中水淬速度太慢，板材在搬运或水冷过程中已经释放储存能，使其晶粒长大或 缓慢长大。发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，实现 钛合金板材热加工后的迅速水冷，保存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的 性能。
本发明是通过以下技术方案来实现
一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法
钛合金热加工后成板坯完成后的IOs内，进入水淬快冷区域，在IOs内采用上下 对称的集管喷头对其上下喷洒冷却水，所喷洒的冷却水的温度为5 35°C，水压为0. 1 0. 3MPa,喷洒速度为 2000 5000m3/h。
所述的钛合金热加工后形成的板坯，其表面温度为780 850°C，其冷却速度为 5 70°C /s。
所述的水淬快冷区域为层流冷却区域，设置在钛合金热加工区域之后6 20m。
所述的水淬快冷区域是将层流冷却装置设置在进行钛合金热加工的轧机的出口 轨道上，流冷却装置的集管喷头沿出口轨道上下对称分布。
所述的集管喷头的排列密度为1 2对/m2，在分布面积为10 15m2。
所述的热加工后成的板坯从一端到另一端来回摆动受到集管喷头从上下两面进 行冷却水喷洒，其运行的速度为0. 5 2. Om/s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果
本发明提供的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，通过在热加工区域之后设 置水淬快冷区域，当热加工后完成后可在数秒内达到进行水淬快冷，使得钛合金热加工之 后不下轧线，并根据板材厚度进行水压、水量和喷头运行/摆动速度的调节，使冷却速度在 5 70°C /s的范围调整，实现热加工后的在线水淬快速冷却。这样就最大限度的保存了钛 合金热加工过程产生的变形能，可在10秒内实现钛合金板材的迅速水冷，保存钛合金大量 变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
本发明提供的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，使得大型工业生产过程的钛3合金板材能够在线迅速在10秒内快冷，克服了现有大型工业生产中水淬速度太慢，板材在 搬运或水冷过程中已经释放储存能，使其晶粒长大或缓慢长大的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而 不是限定。
实施例1
TC4 (Ti-6A1-4V)钛合金热加工(热轧制)之后形成板材厚度8mm、宽度1000mm， 长度3000mm的板坯。
水淬快冷区域的设置在热轧机后15m处设置的层流冷却装置(以形成层流冷却 区域)，集管喷头沿热轧机的出口轨道上下对称分布，集管喷头以密度1. 12对/m2分布在面 积为12. 45m2的轨道上，总体个数为14对。
在线水淬快冷为
热轧制完成IOs内进入水淬快冷区域，上下对称的集管喷头对板坯上下喷冷却 水，所喷洒的冷却水的温度为20°C，水压为0. IMPa，喷洒速度为2000m3/h。
冷却速度约为50°C /s，最终在6秒内使钛合金板材从800°C左右冷却到500°C，保 存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
实施例2
TC4 (Ti-6A1-4V)钛合金热加工(热轧制)之后形成板材厚度20mm、宽度1800mm， 长度5000mm的板坯。
水淬快冷区域的设置在热轧机后20m处设置的层流冷却装置，集管喷头沿热轧 机的出口轨道上下对称分布，集管喷头以密度1. 2对/m2分布在面积为15m2的轨道上，总体 个数为18对。
在线水淬快冷为
热轧制完成IOs内进入水淬快冷区域，上下对称的集管喷头对板坯上下喷冷却 水，所喷洒的冷却水的温度为5°C，水压为0. 3MPa,喷洒速度为3000m3/h，板坯从一端到另一 端来回摆动受到集管喷头从上下两面进行冷却水喷洒，其运行的速度为0. 5m/s。
冷却速度约为43°C /s，最终在8秒内使钛合金板材从850°C左右冷却到500°C，保 存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
实施例3
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金热加工(热轧制)之后形成板材厚度50mm、宽度2100mm， 长度3000mm的板坯。
水淬快冷区域的设置在热轧机后20m处设置的层流冷却装置，集管喷头沿热轧 机的出口轨道上下对称分布，集管喷头以密度1. 2组/m2 (请补充)分布在面积为15m2的轨 道上，总体个数为18对。
在线水淬快冷为
热轧制完成6s内进入水淬快冷区域，上下对称的集管喷头对板坯上下喷冷却水， 所喷洒的冷却水的温度为35°C，水压为0. 2MPa,喷洒速度为4000m3/h，板坯从一端到另一端 来回摆动受到集管喷头从上下两面进行冷却水喷洒，其运行的速度为1. 5m/s。
冷却速度约为17. 5 °C/s，最终在20秒内使钛合金板材从800 °C左右冷却到 450°C，保存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
实施例4
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金热加工(热轧制)之后形成板材厚度50mm、宽度2100mm， 长度3000mm的板坯。
水淬快冷区域的设置在热轧机后20m处设置的层流冷却装置，集管喷头沿热轧 机的出口轨道上下对称分布，集管喷头以密度1. 5对/m2分布在面积为IOm2的轨道上，总体 个数为15对。
在线水淬快冷为
热轧制完成6s内进入水淬快冷区域，上下对称的集管喷头对板坯上下喷冷却水， 所喷洒的冷却水的温度为15°C，水压为0. 15MPa，喷洒速度为4000m3/h，板坯从一端到另一 端来回摆动受到集管喷头从上下两面进行冷却水喷洒，其运行的速度为1. Om/s。
冷却速度约为30°C /s，最终在10秒内使钛合金板材从800°C左右冷却到500°C， 保存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
实施例5
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金热加工(热轧制)之后形成板材厚度50mm、宽度2100mm， 长度3000mm的板坯。
水淬快冷区域的设置在热轧机后15m处设置的层流冷却装置，集管喷头沿热轧 机的出口轨道上下对称分布，集管喷头以密度1对/m2分布在面积为15m2的轨道上，总体个 数为15组。
在线水淬快冷为
热轧制完成8s内进入水淬快冷区域，上下对称的集管喷头对板坯上下喷冷却水， 所喷洒的冷却水的温度为30°C，水压为0. 2MPa,喷洒速度为5000m3/h，板坯从一端到另一端 来回摆动受到集管喷头从上下两面进行冷却水喷洒，其运行的速度为1. Om/s。
冷却速度约为61. 60C /s，最终在6秒内使钛合金板材从850°C左右冷却到480°C， 保存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
权利要求
1.一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，钛合金热加工成板坯完成 后的IOs内，进入水淬快冷区域，在IOs内采用上下对称的集管喷头对其上下喷洒冷却水， 所喷洒的冷却水的温度为5 35°C，水压为0. 1 0. 3MPa，喷洒速度为2000 5000m7h。
2.如权利要求1所述的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，所述的钛 合金热加工后形成的板坯，其表面温度为780 850°C，其冷却速度为5 70°C /s。
3.如权利要求1所述的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，所述的水 淬快冷区域为层流冷却区域，设置在钛合金热加工区域之后6 20m。
4.如权利要求1所述的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，所述的水 淬快冷区域是将层流冷却装置设置在进行钛合金热加工的轧机的出口轨道上，层流冷却装 置的集管喷头沿出口轨道上下对称分布。
5.如权利要求1所述的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，所述的集 管喷头的排列密度为1 2对/m2，在分布面积为10 15m2。
6.如权利要求1所述的钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，其特征在于，所述的热 加工后成的板坯从一端到另一端来回摆动受到集管喷头从上下两面进行冷却水喷洒，其运 行的速度为0.5 2. 0m/so
全文摘要
本发明公开了一种钛合金热加工后的在线水淬快冷方法，钛合金热加工完成10s内，进入水淬快冷区域，在10内采用上下对称的集管喷头对其上下喷洒冷却水，所喷洒的冷却水的温度为5～35℃，水压为0.1～0.3MPa，喷洒速度为2000～5000m3/h。通过在热加工区域之后设置水淬快冷区域，当热加工后完成后可在数秒内达到进行水淬快冷，使得钛合金热加工之后不下轧线，并根据板材厚度进行水压、水量和喷头运行/摆动速度的调节，使冷却速度在5～70℃/s的范围调整，实现热加工后的在线水淬快速冷却。最大限度的保存了钛合金热加工过程产生的变形能，保存钛合金大量变形能，获得晶粒细小的组织和改善的性能。
文档编号C22F1/18GK102031470SQ20101060891
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者付文洁, 吕利强, 张晓卫, 张清, 李辉, 李鹏, 杨少博, 王蕊宁, 谢英杰, 谢锦明, 马宏旺, 高维娜 申请人:西部钛业有限责任公司