[发明专利]一种TB5合金板材的制备方法

说明书

一种TB5合金板材的制备方法，对TB5合金板坯进行三个火次的加热轧制，并在三火次的加热轧制之间进行了表面处理，然后对板坯进行再结晶退火和表面处理，将板坯冷轧至所需厚度，再对冷轧板坯进行固溶处理，经表面处理和定尺分切后得到所需的TB5合金板材。本发明通过设置三个火次的加热轧制和冷轧，并配合设置再结晶退火、固溶处理以及对多次表面处理进行细节控制，最终制备的TB5合金板材综合性能良好，满足GB/T 3621技术要求，对航空航天用TB5钛合金的工业化推广应用具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及钛板制备方法领域，尤其涉及一种TB5合金板材的制备方法。

背景技术

TB5合金是一种新型的亚稳定β钛合金，名义成分Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn，具有较高的比强度、耐腐蚀性能和冷热成型性，其在室温下可成形中等复杂的钣金零件，也可冷镦成铆钉和螺栓紧固件，其固溶处理状态的工作温度为200℃以下，固溶时效状态下的工作温度可达290℃，强度可达到1240Mpa以上，被广泛应用于飞机机翼、紧固件、输油管、弹簧、直升机旋翼等。美国波音公司于1983年首先制定了TB5合金的标准，随后于1984年又将其列入宇航材料标准，我国对该合金的加工和应用还处于研究阶段。近年来，随着我国航空航天事业的快速发展，对不同牌号特性的钛合金板材需求量也越来越大，由于钛合金变形抗力大，轧制时加工硬化快，易出现边裂、头尾掉渣及表面微裂纹的现象，钛合金板材的加工控制难度极大，尤其对于TB5合金板材，目前缺少成熟的专用生产方法。因此，为满足航空航天等尖端科技产业对不同性能钛合金板材的需求，开发制备一种TB5合金板材具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种TB5合金板材的制备方法，能够生产满足使用性能要求的TB5合金板材。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种TB5合金板材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、一火加热轧制

选取厚度为100～150mm的TB5合金板坯作为坯料，将坯料置于加热炉内进行加热并保温，加热温度为坯料的相变点T_β以上250～300℃±10℃，保温时间t₁= H×C₁，H为坯料厚度，C₁为保温时间系数，C₁取值为1.0～1.2 min/mm；保温后将坯料送至轧机进行一火轧制，控制轧程变形量50%~90%，单道次变形率≤30%，轧制速度不低于1.5m/s，并保证终轧温度在坯料的相变点T_β以上，得到厚度为h₁的一火轧制板坯；

步骤二、对一火轧制板坯进行表面修磨，修磨方向垂直于一火轧制方向；

步骤三、二火加热轧制

将步骤二修磨后的板坯置于加热炉内进行加热并保温，加热温度为板坯的相变点T_β以上150～200℃±10℃，保温时间t₂= h₁×C₂，C₂为保温时间系数，C₂取值为1.0～1.2min/mm；保温后将板坯送至轧机进行二火轧制，二火轧制方向与一火轧制方向垂直，控制轧程变形量40%~85%，单道次变形率≤25%，并保证终轧温度在板坯的相变点T_β以上，得到厚度为h₂的二火轧制板坯；

步骤四、对二火轧制板坯进行喷砂和酸洗，酸洗后进行表面修磨，修磨方向平行于二火轧制方向；

步骤五、三火加热轧制