研究CT20钛合金管材的冷轧工艺.pdf

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1、工业技术I■ChinascienceandTeclⅡIologyReview研究CT20钛合金管材的冷轧工艺宋锐锋(西部钛业有限责任公司710210)[摘要]研究了CT20低温钛台金管材的加工工艺及冷轧变形量、退火温度对管材力学性能的影响。结果表明：CT20合金对加工硬化不敏感，冷轧最大变形量应控制在45％以内；CT20~金管材通过不同温度热处理所获得的等轴、双态和片状组织的室温力学性能差别不大，20K低温下由于孪生变形的发生，片状组织的塑性最好，双态组织则介于片状和等轴组织之间，管材为等轴和双态组织时，冷成型性能优异；对管材进行+两相区91

2、0"CXlh，FC的热处理，可获得综合性能优良的双态组织。[关键词】CT20；管材；加工工艺中图分类号：TG166．5文献标识码：A文章编号：1009-914X(2014)46-0008-011前言去应力真空退火后，再经小变形量轧制获得成品管材采用此工艺制得的管材，钛合金具有良好的低温力学性能，广泛应用于航天领域。目前国际上用于其内外表面基本无缺陷，尺寸公差符合技术要求。制作火箭发动机中处于低温环境的压力容器及涡轮泵等部件的钛合金有Ti—3．2变形量对管材力学性能的影响l5Al4VEu和Ti-5A1．2．5SnELI合金，但其工艺性能和冷成型

3、性能较差，严重不同的冷加工变形量下CT20~材的室温力学性能，会随着变形量由23％制约了其使用范围。CT加(Ti—Al—z卜M0系)是一种新型近氐温钛合金，其增大到45％，管材的抗拉强度增加约9％，延伸率则降低21％，表明在C嘶金+卢相变点为920oC，室温下拉伸强度I>600MPa，屈服强度orDo．2I>500MPa，内发生了一定程度的加工硬化。当变形量继续增大到47％时，管材的强度趋于延伸率A≥16％，冲击功OdK≥100J／aml2OK低温下，其强度较室温提高一稳定，延伸率下降了10％。最终，在更大的变形量(50％)时管子端部出现开裂

4、。因倍，塑性仍能保持在lO％以上。由于冷变形性能良好，可将该合金冷加工成管此，CT2哈金管材的冷轧最大变形量应控制在45％以下。变形量在30％时，冷材，有效的拓展了其应用范围。轧管材的综合性能较好。目前采用该合金制备的管材已应用于某航天发动机液氢管路系统中。实际管材轧制过程中变形程度、Q直的变化严重影响管材轧制质量和工艺性生产制备过程中合金管材存在力学陛能与冷弯曲性能不稳定的现象，因此本研能。管材冷轧过程中产生的裂纹是影响管材超声波检验合格率的主要因素，用究从C哈金管坯制备工艺、冷轧变形量(20％一50％)、热处理等方面人手，制超声波检验合格

5、率来衡量轧制质量最为直观。Q值小于等于1．4时冷轧管材超备CT20~~金管材，并对管材的加工工艺和力学性能进行系统研究，以加工工声波检验合格率相对较高，直大于1．4时冷轧管材超声波检验合格率相对较艺和热处理来控制管材的显微组织，使其力学性能和冷弯性能良好并保持批次低，主要是因为Q值1．081．4时，虽然变形程度较大，但是管材壁厚、外径变形量之间的稳定性。匹配较为合理，不易产生轧制裂纹等缺陷，超声波检验合格率较高；变形程度在2实验材料和方法30-45％，管材超声波检验台格率相对稳定。采用零级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、纯铝以及A1．Mo中间合

6、金等原当Q值小于1．5时，随着Q值的增大，管材的抗拉强度、屈服强度也随之增料，通过两次真空自耗电弧熔炼成铸锭。熔炼过程中，确保真空度小于10-2Pa，大，塑性降低；Q值为1．5时，管材抗拉强度、屈服强度达到最大值，Q值大于1．5以降低铸锭中的氧含量。铸锭杂质成分(质量分数)为c0．01％，NO．013-0，00．06时，随着Q匮得增大，管材抗拉强度、屈服强度有所降低、塑性有所提高。试验证％，H0．001％，Fe0．O1％，达到了超低间隙级。铸锭经锻造，采用外扒皮、内钻孔明变形程度￡=30-45％，Q值1．1"1．5，管材轧制超声合格率较高，室

7、温力学性的方法机加工成挤压管坯，并经挤压和冷轧(变形量20％～50％)的方式制备成能稳定实际工作中应根据成品管材规格、设备能力及各项性能匹配等因素选品管材。择较为合理的变形工艺参数。对冷轧管材取样进行了3种制度的热处理：工艺A，再结晶温度区进行7803．3管坯处理方法对超声合格率的影响℃×lh+FC处理I工艺B，0L+两相区进行910oC×lh+FC处理l工艺C，相变点在管材轧制中间道次适当加入外表面抛光、内表面喷砂处理工艺，喷砂后以上进行925oCXIh+FC处理。用金相显微镜对热处理后的样品进行微观组织进行流动酸洗，可将轧制过程产生的细小

8、裂纹、粘结、折皱、压坑等缺陷消除，从观察。而提高超声合格率。结果表明，经过管坯处理后，超声合格率较管坯未处理部分对不同变形量的冷轧管材和热处理后的管材，依据GB／T