一种舰船用STi80两相钛合金板坯的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种舰船用STi80两相钛合金板坯的制备方法，该方法为：一、切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮；二、将STi80钛合金铸锭进行1～2火次开坯锻造，空冷至室温得到坯料；三、将坯料进行1～2火次中间锻造，空冷至室温得到半成品；四、将半成品进行1～2火次成品锻造，空冷至室温得到舰船用STi80两相钛合金板坯。本发明通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，最后得到表面质量良好、成材率高的板坯，生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，尤其为获得高质量、高成材率的板材奠定了坚实的基础。
【专利说明】—种舰船用ST i 80两相钦合金板还的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钛合金板坯制备【技术领域】，具体涉及一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法。
【背景技术】
[0002]舰船用STi80钛合金是一种α + β型钛合金，是我国自行研制的875MPa级耐蚀可焊结构钛合金，应用于潜艇和水中兵器的受力构件、螺栓、轴以及耐压壳体。但是这种钛合金材料在热加工过程中变形抗力较大，表面易出现裂纹，这些因素对产品的成材率和性能是不利的。因此对加工过程的控制显得十分重要，对其热加工过程及生产细节的控制，是提高产品成材率的关键，也是保证其性能合格的必要条件。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法。该方法通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，最后得到表面质量良好、成材率高的板坯，板坯成材率高达到80%以上，生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，尤其为获得高质量、高成材率的板材奠定了坚实的基础。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种舰船用STi80两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0005]步骤一、切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮；
[0006]步骤二、将步骤一中除去表皮气孔和表面氧化皮的STi80钛合金铸锭在始锻温度为1050°C?1150°C，终锻温度不低于800°C的条件下开坯锻造I?2火次，每火次镦粗和拔长各一次，空冷至室温，得到坯料；所述开坯锻造过程中控制每火次累积变形量不小于93% ；
[0007]步骤三、将步骤二中所述坯料在始锻温度为960°C?980°C，终锻温度不低于SOO0C的条件下中间锻造I?2火次，每火次镦粗和拔长各一次，空冷至室温得到半成品；所述中间锻造过程中控制每火次累积变形量不小于90% ；
[0008]步骤四、将步骤三中所述半成品在始锻温度为940°C?955°C，终锻温度不低于800°C的条件下成品锻造I?2火次，空冷至室温得到舰船用STiSO两相钛合金板坯；所述成品锻造过程中控制每火次累积变形量不小于33%。
[0009]上述的一种舰船用STi80两相钛合金板坯的制备方法，步骤一中切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底之前采用接触法超声波探伤确定冒口位置。
[0010]上述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，步骤二中每火次开坯锻造后对STiSO钛合金铸锭上的裂纹进行修磨，然后采用着色检查确定裂纹是否修磨彻底。
[0011]上述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，步骤三中每火次中间锻造后去除坯料表面氧化皮，并对坯料表面裂纹进行修磨，然后采用着色检查确定裂纹是否修磨彻底。
[0012]上述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，步骤四中所述成品锻造过程中控制每火次累积变形量为33%?86%。
[0013]上述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，步骤四中空冷至室温后对半成品进行铣面。
[0014]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、本发明方法简单，易实现工业化生产。
[0016]2、本发明通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，最后得到表面质量良好、成材率高的板坯，板坯成材率高达到80%以上。
[0017]3、采用本发明方法生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，尤其为获得高质量、高成材率的板材奠定了坚实的基础。
[0018]下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]步骤一、采用接触法超声波探伤确定STi80钛合金铸锭冒口位置，切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮，得到直径为Φ420πιπι的STi80钛合金铸锭；
[0021]步骤二、将步骤一中Φ420πιπι的STi80钛合金铸锭进行2火次的开坯锻造，第I火次始锻温度为1150°C，由Φ420_镦粗至Φ700_，再由Φ700_拔长至口 450_ (“ □”代表方坯)，火次累积变形量225%，终锻温度815°C，空冷后进行局部修磨，修磨完成后着色检查确认裂纹已修磨彻底；第2火次始锻温度为1100°C，由□ 450mm镦粗至口 570mm，再由
□570mm拔长至口 450mm，火次累积变形量98%，终锻温度820°C，空冷后进行局部修磨，修磨完成后着色检查确认裂纹已修磨彻底，得到坯料；
[0022]步骤三、将步骤二中所述坯料在始锻温度为980°C的条件下，中间锻造I火次，由
□450mm缴粗至□ 570mm,再由口 570mm拔长至□ 450mm,火次累积变形量98%,终锻温度为820°C，空冷后用千叶轮进行整体氧化皮去除，局部修磨表面微裂纹，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹，得到半成品；
[0023]步骤四、将步骤三中所述半成品进行2火次的成品锻造，第I火次始锻温度为955°C,由口 450mm缴粗至□ 570mm,再由口 570mm轴向拔长至δ 300X 1000XLmm,火次累积变形量68%，终锻温度800°C，空冷后用千叶轮进行局部修磨，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹；第2火次始锻温度为940°C，由δ 300X 1000XLmm拔长至δ 180X 1000XLmm，火次变形量40%，终锻温度800°C，空冷后进行铣面，得到表面质量良好、成材率高的舰船用STi80两相钛合金板坯。
[0024]本实施例通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，板坯成材率高达到80%以上。[0025]实施例2
[0026]步骤一、采用接触法超声波探伤确定STi80钛合金铸锭冒口位置，切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮，得到直径为Φ420πιπι的STi80钛合金铸锭；
[0027]步骤二、将步骤一中Φ420mm的STiSO钛合金铸锭进行I火次的开坯锻造，始锻温度为1150°C，由Φ420mm镦粗至Φ 700mm，再由Φ 700mm拔长至口 450mm，火次累积变形量225%，终锻温度805°C，空冷后进行局部修磨，修磨完成后着色检查确认裂纹已修磨彻底，得到坯料；
[0028]步骤三、将步骤二中所述坯料进行2火次的中间锻造，第I火次始锻温度为980°C，由口 450mm缴粗至□ 560mm,再由口 560mm轴向拔长至口 450mm,火次累积变形量90%,终锻温度825°C，空冷后用千叶轮进行整体氧化皮去除，局部修磨表面微裂纹，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹；第2火次始锻温度为960°C，由口 450mm镦粗至口 560mm，再由
□560mm拔长至口 450mm，火次累积变形量90%，终锻温度为800°C，空冷后用千叶轮进行整体氧化皮去除，局部修磨表面微裂纹，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹，得到半成品;
[0029]步骤四、将步骤三中所述半成品进行I火次的成品锻造，始锻温度为950°C，由
□450mm轴向拔长至δ 300 X 1000 X Lmm，火次变形量48%，终锻温度为800°C，空冷后进行铣面,得到表面质量良好、成材率高的舰船用STi80两相钛合金板坯。
[0030]本实施例通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，板坯成材率高达到80%以上。
[0031]实施例3
[0032]步骤一、采用接触法超声波探伤确定STi80钛合金铸锭冒口位置，切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮，得到直径为Φ620πιπι的STi80钛合金铸锭；
[0033]步骤二、将步骤一中Φ620πιπι的STi80钛合金铸锭进行2火次的开坯锻造，第I火次始锻温度为1150°C,由Φ620mm拔长至□ 450mm,再由口 450mm缴粗至□ 570mm,火次累积变形量93%，终锻温度800°C，空冷后进行局部修磨，修磨完成后着色检查确认裂纹已修磨彻底；第2火次始锻温度为1050O,由口 570mm拔长至□ 450mm,再由口 450mm缴粗至
□570mm，火次累积变形量98%，终锻温度812°C，空冷后进行局部修磨，修磨完成后着色检查确认裂纹已修磨彻底，得到坯料；
[0034]步骤三、将步骤二中所述坯料在始锻温度为970°C的条件下，中间锻造I火次，由
□570mm拔长至□ 450mm,再由口 450mm缴粗至□ 570mm,火次累积变形量98%,终锻温度为818°C，空冷后用千叶轮进行整体氧化皮去除，局部修磨表面微裂纹，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹，得到半成品；
[0035]步骤四、将步骤三中所述半成品进行2火次的成品锻造，第I火次始锻温度为955°C，由□ 570_拔长至□ 450mm,再由口 450_轴向拔长至δ 300X 1000XLmm,火次累积变形量86%，终锻温度为808°C，空冷后用千叶轮进行局部修磨，经着色检查，未发现未除尽的表面裂纹；第2火次始锻温度为950°C，由δ 300 X 1000 X Lmm拔长至δ 200 X 1000 X Lmm，火次变形量33%，终锻温度为810°C，空冷后进行铣面，得到表面质量良好、成材率高的舰船用STi80两相钛合金板坯。
[0036]本实施例通过逐步降低各阶段锻造的温度，控制各阶段锻造的火次以及火次累积变形量，能够保证加工过程中板坯不发生严重开裂，生产的板坯组织均匀、内部缺陷少，板坯成材率高达到80%以上。
[0037]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底，除去STi80钛合金铸锭表皮气孔和表面氧化皮； 步骤二、将步骤一中除去表皮气孔和表面氧化皮的STi80钛合金铸锭在始锻温度为1050°C?1150°C，终锻温度不低于800°C的条件下开坯锻造I?2火次，每火次镦粗和拔长各一次，空冷至室温，得到坯料；所述开坯锻造过程中控制每火次累积变形量不小于93% ； 步骤三、将步骤二中所述坯料在始锻温度为960°C?980°C，终锻温度不低于800°C的条件下中间锻造I?2火次，每火次镦粗和拔长各一次，空冷至室温得到半成品；所述中间锻造过程中控制每火次累积变形量不小于90% ； 步骤四、将步骤三中所述半成品在始锻温度为940°C?955°C，终锻温度不低于800°C的条件下成品锻造I?2火次，空冷至室温得到舰船用STiSO两相钛合金板坯；所述成品锻造过程中控制每火次累积变形量不小于33%。
2.根据权利要求1所述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，步骤一中切去STi80钛合金铸锭的冒口和锭底之前采用接触法超声波探伤确定冒口位置。
3.根据权利要求1所述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，步骤二中每火次开坯锻造后对STiSO钛合金铸锭上的裂纹进行修磨，然后采用着色检查确定裂纹是否修磨彻底。
4.根据权利要求1所述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，步骤三中每火次中间锻造后去除坯料表面氧化皮，并对坯料表面裂纹进行修磨，然后采用着色检查确定裂纹是否修磨彻底。
5.根据权利要求1所述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，步骤四中所述成品锻造过程中控制每火次累积变形量为33%?86%。
6.根据权利要求1所述的一种舰船用STiSO两相钛合金板坯的制备方法，其特征在于，步骤四中空冷至室温后对半成品进行铣面。
【文档编号】B21J5/06GK103909191SQ201410142637
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】黄张洪, 廖强, 曲恒磊, 王宏权 申请人:西部钛业有限责任公司