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本发明针对高强度钛合金管材无法在室温下轧制、现有温轧工艺效率低且表面质量差的问题,提出通过优化感应加热参数与轧制工艺协同控制的方法。采用工频感应加热将管坯预热至300-400℃,使合金强度降至400-500MPa并提升延伸率至15%,结合多辊轧机实现高效温轧,显著改善表面质量与力学性能,突破传统方法对高强度合金(如TC4、TC10)的加工限制,为规模化生产提供新路径。
当前在室温下轧制的钛及钛合金管材,尤其是薄壁管材,其管材的品种绝大多数是纯钛,少部分是在600MPa以下的低强度、高塑性的低合金化钛合金管材,如TA1、 TA2、TA3、 TA9、 TAIO、 TA18、 TC1等牌号。强度超过800MPa的高强度钛合金管材如TC4、 TC10等合金只能先用热挤压法挤成大直径厚壁的管坯,然后通过内径镗孔和外径磨削或车削等加工方式制成成品。这样生产的管材除了壁厚可以满足要求外,其长度在4m以下,表面粗糙度也难以达到要求;如果需要进一步轧制则因强度高、塑性差、变形抗力大,而无法在室温下进行轧制。 俄罗斯曾将感应加热装置安装在X II T-75轧机上对0T-4、0T4-1等钛合金管坯进行温轧。其原理为当管坯临进入变形区前用工频电流感应器将管坯加热到300 400°C,使其强度降低到400 500MPa,延伸率由10%提高到15% ;这样轧制出来的管材无表面裂纹,较室温轧制的管材表面质量有明显的提高。但由于工频感应加热速度慢,轧制效率低,不太适合规模化生产。另外,轧制的合金强度在600 700MPa之间,更高强度合金是否可以轧制,未见报道。 国内也有将氢气与压縮空气混合燃料的喷枪式加热器,安放在多辊轧机的辊箱头尾两端,同机头做同步往返运动来加热被轧管坯,加热温度高达IIO(TC ;但由于火焰气氛中氢含量高,极易使钛合金增氢,导致合金变脆。同时,该种加热方法的温度可控性差,导致合金的显微组织及力学性能不稳定,实际上这种轧制法只适用于W、 Mo管的轧制。
发明者庞继明, 李明利, 李明强, 肖雅静, 邓超, 马小菊 申请人:西部金属材料股份有限公司;
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