一种适用于炉卷轧机生产TC4钛合金的生产工艺的制作方法

本发明属于钛合金生产，具体涉及一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺。

背景技术：

1、tc4具有密度低、比强度高、耐腐蚀、高低温特性好等诸多优点，广泛应用于航空航天、海洋工程、化工、医疗等领域，是目前应用最广泛的钛合金。tc4钛合金由于其变形困难、温度敏感性高，对变形条件要求严格，在国内外鲜有厂家对其进行带卷生产，传统生产方式为连轧机或板式轧机进行生产。

2、tc4是一种典型的α+β两相钛合金，其微观组织主要是由低温的α相和高温的β相组成。其组织特点说明，tc4相比ta系列，低温导热系数小，高温强度高，在精轧阶段，其强度略低于300系高强钢254smo，达到300mpa以上，目前常规生产方式为板式轧机和连轧机，但板式轧机存在生产效率过低、成本居高不下的问题；连轧机存在边部质量和组织性能不佳的问题，尤其在热轧阶段，其生产难度较高，存在低温长时加热和高负荷轧制过程中造成产品性能不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，以解决传统生产方式生产的产品存在边部质量和组织性能不佳，生产难度高，低温长时加热和高负荷轧制过程中造成产品性能不佳的问题。

2、本发明的技术方案是：一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

3、步骤一：将待加工的板坯进行全修磨处理；

4、步骤二：将修磨后的板坯在预热炉中加热至700-750℃，然后置入加热炉中继续加热至1100-1130℃，加热时间为220-250min；

5、步骤三：将加热后的板坯进行除鳞，除鳞后的板坯采用立辊+粗轧轧制方式轧制为中间坯；

6、步骤四：将粗轧后的中间坯进行5道次炉卷轧机轧制，精轧开轧温度≤950℃，终轧温度≤870℃，轧制为带材；

7、步骤五：将精轧后的带材进行卷曲，卷曲温度为650-750℃，制成热轧黑卷；

8、步骤六：将热轧黑卷在热退火酸洗线进行退火酸洗，退火温度为850-950℃，制得产品；

9、进一步地，步骤一中待加工板坯的化学成分百分比为：c:≤0.006％、n:≤0.009％、fe:≤0.060％、al:5.50-6.50％、v:3.50-4.50％,其它为ti和残留元素；

10、进一步地，步骤三中中间坯的厚度为25-30mm。

11、进一步地，步骤三中粗轧轧制期间，机架除鳞不投用。

12、进一步地，步骤六中酸洗采用硫酸预酸洗加硝酸与氢氟酸混酸酸洗。

13、本发明的有益效果如下：通过增加预热炉低温缓慢加热工序，解决了材料低温导热系数小，升温过快易产生组织不均的问题，避免粗轧阶段轧制分层等异常情况的发生，中间坯板形良好；

14、tc4材料相变点在980℃左右，本工艺精轧开轧温度≤950℃，终轧温度≤870℃，带钢在双相区变形轧制，避免了魏氏组织的形成；

15、炉卷轧机为往复式轧制，通过炉卷轧机进行轧制，克服了边部温降过大的问题，并且因为道次转换间隙有足够的静态回复时间，不易出现混晶组织，组织和性能更佳；

16、本工艺热退火温度为850-950℃，相比常规工艺高50℃以上，高热退火温度能够有效降低带材力学性能，改善组织形态；

17、粗轧轧制期间机架除鳞不投用，可以降低板坯加热过程中的温降损失，减少板坯的性能发生变化；

18、本工艺可以批量生产tc4钛合金，生产的tc4钛合金拥有效率高、成本低、质量满足使用需求、性价比高等优点。

技术特征：

1.一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：所述步骤一中待加工板坯的化学成分百分比为：c:≤0.006％、n:≤0.009％、fe:≤0.060％、al:5.50-6.50％、v:3.50-4.50％,其它为ti和残留元素。

3.根据权利要求1所述的一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：所述步骤三中中间坯的厚度为25-30mm。

4.根据权利要求1所述的一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：所述步骤三中粗轧轧制期间，机架除鳞不投用。

5.根据权利要求1所述的一种适用于炉卷轧机生产tc4钛合金的生产工艺，其特征在于：所述步骤六中酸洗采用硫酸预酸洗加硝酸与氢氟酸混酸酸洗。

技术总结
本发明提供了一种适用于炉卷轧机生产TC4钛合金的生产工艺，属于钛合金生产技术领域，解决了传统生产方式生产的产品存在边部质量和组织性能不佳，生产难度高，低温长时加热和高负荷轧制过程中造成产品性能不佳的问题，本发明包括以下步骤：将板坯进行全修磨处理；将修磨后的板坯在预热炉和加热炉中继续加热；将加热后的板坯除鳞后采用立辊+粗轧轧制方式轧制为中间坯；将中间坯进行5道次炉卷轧机轧制为带材，精轧开轧温度≤950℃，终轧温度≤870℃；将带材卷曲制成热轧黑卷；将热轧黑卷进行退火酸洗，退火温度为850‑950℃。本发明提供的工艺可以批量生产TC4钛合金，生产的TC4钛合金拥有生产效率高、成本低、质量满足使用需求、性价比高等优点。

技术研发人员：王珂,钱张信,惠凯,齐巍,万占学,史子宝,王卫国,滕守强,张贤
受保护的技术使用者：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13