[发明专利]一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金管材技术领域，具体涉及一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法。

背景技术

钛具有良好的耐蚀性、可焊性以及较好的强度与塑性的匹配。在钛金属中添加特定的合金元素(如Ni、Fe、Cu等)后，材料的耐蚀性以及强度会增强，但是有些合金元素添加后会和钛元素形成金属间化合物，在随后的热处理过程中，这些金属间化合物很有可能会析出，一般金属间化合物析出时，会沿着金属的晶界析出，当金属间化合物沿晶界连续或大量分布时，会造成钛材的强度、塑性和耐蚀性大幅降低。在钛金属管材中添加合金元素后，金属间化合物沿晶界的析出不可避免。

管材在使用过程中，一般是管材内孔径向承压，其所受的主应力为周向拉应力。当金属间化合物沿晶界析出尤其是沿着径向析出时，在周向拉应力的作用下，管材很快就会出现纵向微裂纹破裂，腐蚀性的液体就会沿着裂纹渗入而导致裂纹逐渐扩大，就会发现管材出现了严重的腐蚀、泄露而最终失效。这都是由于金属间化合物沿某个晶粒的晶界连续析出的后果。

采用常规的轧制加工方法生产的钛管材，按照ASMESB338的标准供货时，其金属间化合物的析出沿管材分布取向达不到理想的要求。

发明内容

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，提供一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法。该方法通过控制冷轧过程的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q，采用大减壁量小减径量加工，冷轧生产出的成品管材，在满足析出金属间化合物的方向沿管材周向分布基础上，组织发生了完全再结晶，满足使用要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用往复式冷轧管机对钛合金管坯进行2～6道次冷轧，得到钛合金管；冷轧过程中，相邻两道次之间对冷轧后的管坯进行除油和酸洗处理，然后对经除油和酸洗处理后的管坯进行道次间退火处理；冷轧过程中控制每道次轧制的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q均不大于1.2，并控制最后一个道次轧制的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q不大于0.4，倒数第二个道次轧制的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q不大于0.7；冷轧过程中控制最后一个道次轧制的变形量为35％～55％，并控制最后两个道次轧制的总变形量为60％～85％；

步骤二、对步骤一中所述钛合金管进行除油和酸洗处理，然后对经除油和酸洗处理后的钛合金管进行成品退火处理，最后将成品退火处理后的钛合金管矫直，得到成品钛合金管。

上述的一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法，其特征在于，步骤一中所述道次间退火处理的温度为450℃～550℃，时间为1h～3h。

上述的一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法，其特征在于，步骤一中冷轧过程中控制最后两个道次轧制的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q为0.1～0.5。

上述的一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法，其特征在于，步骤二中所述成品退火处理的温度为550℃～650℃，时间为1h～3h。

上述的一种控制钛合金管中金属间化合物析出方向的方法，其特征在于，步骤二中所述成品钛合金管发生完全再结晶，且成品钛合金管中金属间化合物的析出方向为沿成品钛合金管周向析出，析出的金属间化合物沿晶界不连续。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过控制冷轧过程的内径减径率与壁厚减壁率的比值Q，采用大减壁量小减径量加工，冷轧生产出的成品管材，在满足析出金属间化合物的方向沿管材周向分布基础上，组织发生了完全再结晶，满足使用要求。

2、采用本发明的方法加工的钛合金管，金属间化合物的析出方向大部分沿钛合金管周向分布，析出的金属间化合物沿晶界不连续。

3、采用本发明的方法加工的钛合金管，能够具有比普通工艺生产的管材更良好的金属间化合物取向，同时具备良好的塑性及强度，达到ASMESB338的标准。

下面通过附图和实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1加工的TA22钛合金成品管材析出的金属间化合物沿周向分布的金相图，放大倍数为500倍。

图2为图1的局部放大图。

图3为按照常规工艺加工的TA22钛合金成品管材析出的金属间化合物沿径向分布的金相图，放大倍数为500倍。

图4为图3的局部放大图。

具体实施方式

实施例1