[发明专利]一种高效制备近α型高温钛合金箔材的轧制工艺

说明书

本发明提供了一种高效制备近α型高温钛合金箔材的轧制工艺，包括以下步骤：将近α型高温钛合金板坯剪切成坯料，2～4片一组用钢板包覆表面，通过氩弧焊接制成包覆轧制包，将所得包覆轧制包在加热炉中保温，保温时间t1min，轧制获得厚度为1.0±0.1mm的坯料；将包覆轧制包在加热炉中保温，保温时间t2min，轧制获得厚度为0.13±0.04mm的坯料；将S3中所得坯料经过蠕变校形后去除包覆叠轧层，获得半成品箔材，通过碱酸洗后获得厚度为0.08～0.15mm的轧制态箔材；将轧制态箔材放入真空炉中进行真空退火处理，获得厚度为0.08～0.15mm的成品箔材。本发明在轧制时仅采用热轧工艺，流程简短高效，降低对轧制设备的要求，避免热轧工艺过程中表面温降引起的开裂缺陷。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高效制备近α型高温钛合金箔材的轧制工艺。

背景技术

近α型高温钛合金具有比强度高、轻质及优异的高温性能等优点。其中我国自主研发的近α型高温钛合金Ti65钛合金的长时使用温度可达650℃，该合金主要半成品为板材，目前已广泛应用于如航空发动机和超音速飞行器的筒体、机翼等高温结构部件。

高温钛合金箔材由于轻质、高强度、耐高温的优点已成为空天飞机、超高声速飞行器的机翼蜂窝壁板等构件的主要钛合金半成品。在公告号为CN113578959A的一种细晶TA15钛合金箔材的制备方法及公告号为CN113578967A的一种550℃～650℃高温钛合金箔材的制备方法两个专利中，主要是通过调控轧制过程来优化力学性能，然而各向异性对材料力学性能的影响被忽视。

钛合金中各向异性与织构密切相关，Abarbekoh等在《MaterialsDesign》(2012年37期223-227页)研究表明，拥有横向织构的钛合金存在强烈的力学各向异性，而拥有基面织构的钛合金的力学各向异性更弱。

目前，国内外涉及高温钛合金箔材制备的专利中多数需要热轧和冷轧工艺相结合，工艺复杂，周期长。随着航空航天超高音速飞行器飞行速度的提升，其蜂窝壁板结构对高温钛合金箔材的需求愈发迫切。因此，高温钛合金箔材的高效制备方法是急需解决的问题。

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，提供一种高效制备近α型高温钛合金箔材的轧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高效制备近α型高温钛合金箔材的轧制工艺，包括以下步骤：

S1、将厚度为2～5mm的近α型高温钛合金板坯剪切成坯料，2～4片一组，用钢板包覆表面，通过氩弧焊接制成包覆轧制包，在包覆轧制包两端皆设置有透气口；

S2、将所得包覆轧制包在加热炉中保温，保温时间t1min，轧制获得厚度为1.0±0.1mm的坯料；

S3、将包覆轧制包在加热炉中保温，保温时间t2min，轧制获得厚度为0.13±0.04mm的坯料；

S4、将S3中所得坯料经过蠕变校形后去除包覆叠轧层，获得半成品箔材，通过碱酸洗后获得厚度为0.08～0.15mm的轧制态箔材；

S5、将轧制态箔材放入真空炉中进行真空退火处理，获得厚度为0.08～0.15mm的成品箔材。

作为优选的，在S1中，钢板具体为厚度为10～25mm的Q235钢板，使用前对钢板内表面进行抛光处理。

作为优选的，在S1中，钢板为包覆层，包覆层与坯料间、坯料与坯料间用碳粉润滑。

作为优选的，在S2中的轧制为多轧程轧制，每轧程总变形量不小于30％，每道次的变形量为5～20％，轧程间回炉保温时间t3min。

作为优选的，t1＝d×1.5-25～d×1.5+25min，t3＝d×1～d×2min；