專利名稱：用于鈦合金tc4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鈦合金金屬復(fù)合板技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鈦合金是航空航天工業(yè)常使用的一種重要結(jié)構(gòu)材料，以TC4 (Ti-6A1_4V)合金為代表，已成為鈦合金領(lǐng)域中的王牌，在各領(lǐng)域使用量已占全部鈦合金的75% 85%。該合金由于它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性較好，而被廣泛用于戰(zhàn)斗轟炸機的隔熱板、導(dǎo)風罩、機尾罩，航天器的各種壓力容器、燃料貯箱、儀器綁帶、 構(gòu)架，火箭殼體、人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船部件等航天航空領(lǐng)域。隨著人們對鈦合金優(yōu)越性的進一步認識和其應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，促進了鈦合金材料加工工藝的迅速發(fā)展，已成為研究、應(yīng)用的主要方向。由于鈦合金是(α+β)雙相合金，以TC4 (Ti-6A1-4V)合金為代表，具有組織穩(wěn)定性好、良好的韌性、塑性和高溫變形性，可以較好地進行熱壓力加工、淬火應(yīng)用加工。同時，TC4鈦合金Ti-6A1-4V的熱導(dǎo)率低、彈性模量小、化學(xué)活性高，在軋制加工過程中易導(dǎo)致開裂、表面損傷等，又成為一種典型的難加工板材。由于TC4鈦合金低溫塑性差，冷變形加工硬化大，加熱時吸氣層和氧化皮的形成， 致使合金鈦在軋制中易出現(xiàn)裂紋、裂邊、掉渣、壓坑等工藝缺陷?，F(xiàn)在一般采用單片軋制法生產(chǎn)薄板，其冷軋變形率不超過25%，且需要多次的冷軋和中間退火、堿、酸洗。在TC4薄板生產(chǎn)中，堿、酸洗和打磨造成的無形損失高達30%左右，造成綜合成品率只有35%-45%左右， 且生產(chǎn)周期長，TC4鈦合金板材性能也不穩(wěn)定。所以，現(xiàn)在急需出現(xiàn)一種質(zhì)量好，組織性能好，力學(xué)性能好的用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，質(zhì)量好、 組織性能好、力學(xué)性能好。本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，包括 TC4合金板坯，TC4合金板坯的上下表面分別爆炸復(fù)合有TA2鈦板層。本實用新型的特征還在于，TA2鈦板層的厚度為0. 7mm-1.0mm。TC4合金板坯的厚度為220mm-250mm。本實用新型的用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，其顯著優(yōu)點首先，利用純鈦板做包套，起到保護鈦合金金屬、減少其它金屬離子的污染、降低加工力、改善板材受力狀態(tài)，改善了組織和性能?？色@得30μπι以下的細小晶粒組織，其組織呈等軸組織，性能好。由于純鈦的保護使得鈦合金不易產(chǎn)生裂紋、表面質(zhì)量有效得以控制。其次，由于純鈦保護軋制，將加工困難的變形部分變?yōu)榘矡峒庸?，減少邊部開裂
3和修剪，減少了幾何損失和無形損失，成品率可提高到15%以上，生產(chǎn)周期縮短1/3以上。 經(jīng)過爆炸復(fù)合后，經(jīng)精整可得等軸組織，性能較好的鈦合金板材，其強度σ b在950 1100 MI^a之間，彈性模量E=1.078X105MPa，斷面收縮率Ψ (%)彡25，塑性達8%以上，冷成形性能良好。再次，軋制的鈦合金TC4板，沒有裂紋、表面質(zhì)量和組織性能方面均達到國家標準，力學(xué)性能、生產(chǎn)效率大大提高，勞動條件也得到明顯改善。

圖1是本實用新型用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1. ΤΑ2鈦板層，2. TC4合金板坯。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。本實用新型用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括TC4合金板坯 2，TC4合金板坯2的上下表面爆炸復(fù)合ΤΑ2鈦板層1。ΤΑ2 鈦板層 1 的厚度為 0. 7mm-1.0mm，長為 6000-8000mm，寬為 1000mm-1300mm，TC4 合金板坯 2 的厚度為 220mm-250mm，長為 6000mm-8000mm，寬為 1000mm-1300mm。本實用新型用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)通過爆炸復(fù)合的方式，將TA2鈦板層1與TC4合金板坯2結(jié)合起來，然后加熱、在熱軋機上軋制、冷軋、退火，得到鈦合金TC4 板。本實用新型爆炸復(fù)合鈦合金TC4板表面光亮、具有等軸微細均勻的(α + β)兩相組織，滿足超塑特性。利用ΤΑ2鈦板做包套起到保護合金金屬、減少其它金屬離子污染、減小表面溫降、降低加工力、改善板材受力狀態(tài)，大大提高了(α + β)兩相區(qū)的變形率，改善了組織和性能。通過在鈦合金板坯兩面爆炸復(fù)合一層ΤΑ2鈦板，在軋制過程中，因鈦合金一般能發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即882度是密排六方晶格的α鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心晶格結(jié)構(gòu)的β鈦，通過爆炸復(fù)合鈦板后對鈦合金TC4板或其它鈦合金薄板的生產(chǎn)效果非常理想。
權(quán)利要求1.用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括TC4合金板坯(2)，所述TC4 合金板坯(2 )的上下表面分別爆炸復(fù)合有TA2鈦板層(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述TA2 鈦板層(1)的厚度為0. 7mm-1. 0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述TC4 合金板坯(2)的厚度為220mm-250mm。
專利摘要本實用新型公開了用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，包括TC4合金板坯，TC4合金板坯的上下表面爆炸復(fù)合TA2鈦板層。本實用新型用于鈦合金TC4板材軋制的板坯結(jié)構(gòu)，減少其它金屬離子的污染、降低加工力、改善板材受力狀態(tài)，改善了組織和力學(xué)性能，表面質(zhì)量和組織性能方面均達到國家標準。
文檔編號B32B15/01GK202147445SQ20112020714
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者郝桂生 申請人:唐亞濤, 郝桂生