一种ta7钛合金板材的轧制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钛及钛合金板材制备技术领域，具体涉及一种TA7钛合金板材的轧制方法。
【背景技术】
[0002]TA7钛合金是一种中等强度的α型钛合金，主要用于航空发动机部件、空间推进器部件和超低温储藏器等关键件，其特点是加工窗口窄，工艺塑性较差，板材轧制过程中易开裂。因该钛合金板材为单相钛合金，热轧过程中形成的织构对后续的冷轧轧制方向有强烈的影响(高温下加工形成的组织遗传性在低温不可改变)，因此不能像其他钛合金那样在第二或第三火次轧制后再切割出成品宽度的板材，只能在第一火次轧制时利用板坯宽度进行展宽轧制，即在第一火次轧制过程中轧出成品宽度，若热轧过程中换轧制方向轧制则会导致冷轧中出现开裂、崩料、掉渣，甚至伤人现象。
[0003]国内目前对ΤΑ7合金的轧制方法通常为:1)在第一火次轧制内采用展宽换向后一直延该轧制方向轧制，这样保证热轧与后续冷轧轧制方向一致，从而避免热轧换轧制方向带来的织构变化；2)为充分利用第一火次轧制的高温(后续热轧为保证组织与性能一般在较低温度轧制)，第一火次轧制采用较大变形量和多道次轧制；3)采用三火次轧制完成热轧(轧至4_左右)，其中第二火次轧制与第三火次轧制的变形量较小；现有方法存在问题为:1)不适用于生产多种宽度规格的ΤΑ7板材，因为第一火次轧制时展宽换向只能形成一个固定的宽度规格，而后续不可换向则造成一个板坯只能生产一个规格(宽度)的板材，而该合金板材的应用为多种宽度规格，这容易给生产方造成了大量的物料堆积及库存；2)该合金板材易于开裂，第一火次轧制时组织还停留在具有粗大晶粒的板坯组织阶段，即便是高温和大变形量也容易造成钛合金表面及边部开裂严重，导致成品率低下，表面处理过程复杂、困难。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种ΤΑ7钛合金板材的轧制方法，该方法采用第二火次轧制与第一火次轧制的温度相同，且在第一火次轧制后切割处理得到成品宽度的第二半成品板坯进行后续轧制的方法，实现了采用一块钛合金板坯生产出多种规格钛合金板材的轧制方法，同时避免了换向后轧制引起的板材崩料、开裂等现象，提高了生产效率，降低了生产过程中的难度。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种ΤΑ7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0006]步骤一、将ΤΑ7钛合金板坯放置于上覆材和下覆材之间，得到复合板材，然后将所述复合板材在温度为1130°C?1150°C的条件下保温3h?4.5h进行第一加热处理；所述TA7钦合金板还的厚度为130mm?180mm，宽度为800mm?1100mm，长度为100mm?1300mm ;所述上覆材的厚度为3mm?5mm，所述下覆材的厚度为20mm?30mm，所述上覆材和下覆材均为钢板；
[0007]步骤二、将步骤一中经第一加热处理后的上覆材和下覆材与TA7钛合金板坯分离，将分离后的TA7钛合金板坯在终轧温度不低于950°C的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为50mm?75mm，宽度为800mm?IlOOmm的第一半成品板还；所述分离的时间不大于20s ;所述第一火次轧制为单向轧制，第一火次轧制的道次变形率为3%?15%，道次数为7?9，乳制速率为3m/s?4m/s ；
[0008]步骤三、将步骤二中所述第一半成品板坯进行切割处理，得到多个厚度为50mm?75mm,宽度为750mm?1500mm，长度为800mm?IlOOmm的第二半成品板还；
[0009]步骤四、将步骤三中所述第二半成品板坯在与步骤一中所述第一加热处理的温度相同的条件下保温80min?105min进行第二加热处理；
[0010]步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第二半成品板坯在终轧温度不低于950°C的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为20mm?28mm，宽度为750mm?1500mm的第三半成品板坯；所述第二火次轧制的道次变形率为40Z0?16%，乳制速率为3m/s?4m/s ；所述第二火次轧制的轧制方向与步骤二中第一火次轧制的轧制方向垂直；
[0011]步骤六、将步骤五中所述第三半成品板坯进行切割处理，得到多个厚度为20mm?28mm,宽度为750mm?1500mm，长度为800mm?100mm的第四半成品板还；
[0012]步骤七、将步骤六中所述第四半成品板坯在温度为TA7钛合金β相变点以下50°C?80°C的条件下保温20min?30min进行第三加热处理；
[0013]步骤八、将步骤七中经第三加热处理后的第四半成品板坯在终轧温度不低于950°C的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为4mm?7mm，宽度为750mm?1500mm的TA7钛合金板材；所述第三火次轧制的道次变形率为5%?20%，乳制速率为3m/s?4m/s，所述第三火次轧制的轧制方向与步骤五中第二火次轧制的轧制方向相同。
[0014]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，步骤一中所述上覆材的长度比TA7钛合金板坯的长度大O?10mm，上覆材的宽度比TA7钛合金板坯的宽度大O?1mm ;下覆材的长度比TA7钛合金板坯的长度大20?100mm，下覆材的宽度比TA7钛合金板还的宽度大20?10mm0
[0015]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，步骤一中所述钢板为304不锈钢板。
[0016]上述的一种TA7钛合金板材的乳制方法，其特征在于，步骤一中所述上覆材的上表面焊接有两个拉环。
[0017]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，步骤二中所述第一火次轧制前在TA7钛合金板坯表面涂覆防氧化涂层，第一火次轧制的总变形率为55%?65%。
[0018]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，步骤五中所述第二火次轧制前在第二半成品板坯表面涂覆防氧化涂层，第二火次轧制的总变形率为57%?63%。
[0019]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，步骤八中所述第三火次轧制前在第四半成品板坯表面涂覆防氧化涂层，第三火次轧制的总变形率为70%?80%。
[0020]上述的一种TA7钛合金板材的轧制方法，其特征在于，所述防氧化涂层为氧化锆涂层，所述防氧化涂层的厚度为Imm?2mm。
[0021]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0022]1、本发明利用TA7钛合金在高温下加工形成的组织遗传性可以在相同温度下改变的原理，采用第二火次轧制与第一火次轧制温度相同，在第一火次轧制后切割处理得到成品宽度的第二半成品板坯进行后续轧制的方法，实现了采用一块钛合金板坯生产出多种规格钛合金板材的轧制方法，同时避免了换向后轧制因单相钛合金强烈的加工织构而引起的崩料、开裂等现象，另外，利用TA7钛合金为单相α合金，第二火次轧制温度虽然与第一火次轧制的温度相同，但第三火次轧制的温度采用相变点以下轧制的方法即可制备得到金相组织均匀细小的等轴α晶粒，力学性能满足《钛及钛合金板材国家标准》(GB/T3621-1994)要求的成品TA7钛合金板材。
[0023]2、本发明充分利用TA7钛合金对温度敏感，加工窗口窄(开还温度必须^ 1000C )的特点，在加热处理过程中采用上覆材和下覆材对钛合金进行保温，保证钛合金的开坯轧制温度，减少了传统工艺中因温降导致钛合金的明显开裂现象，同时也减少了后期的打磨量，节约成本。
[0024]3、本发明可在保证TA7钛合金生产工艺的基础上，采用一块钛合金板坯生产出不同宽度的多种规格成品板材，可充分利用板坯，克服了传统生产工艺中一块板坯只可生产一种规格成品板材的缺点，提高TA7钛合金板材产品的供给速度并明显减少原料囤积量。
[0025]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0026]图1为本发明复合板材的结构示意图。
[0027]图2为本发明实施例1制备的TA7钛合金板材的金相组织图。
[0028]图3为本发明实施例2制备的TA7钛合金板材的金相组织图。
[0029]图4为本发明实施例3制备的TA7钛合金板材的金相组织图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]本实施例TA7钛合金板材的轧制方法包括以下步骤:
[0032]步骤一、将TA7钛合金板坯I放置于上覆材2和下覆材3之间，得到复合板材(如图1所示)，然后将所述复合板材在温度为1150°C的条件下保温4h进行第一加热处理；所述TA7钛合金板坯I的厚度为180mm，宽度为1100mm，长度为1300mm ;所述上覆材2的厚度为4mm，宽度为1110mm，长度为1310mm，所述下覆材3的厚度为25mm，宽度为1200mm，长度为1400mm ;所述上覆材2的上表面焊接有两个拉环4 ;所述上覆材2和下覆材3均为304不锈钢板；
[0033]步骤二、将步骤一中经第一加热处理后的上覆材2和下覆材3与TA7钛合金板坯I分离，将分离后的TA7钛合金板坯I在终轧温度不低于950°C的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为75mm，宽度为IlOOmm的第一半成品板还；所述分离的时间不大于20s ;所述第一火次轧制为单向轧制，所述第一火次轧制共分9道次完成，各道次轧制的道次变形率分别为:3%，5%，15%，15%，13.5%，11%，8%，6%和6%，总变形率为58.3%