專利名稱：一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法
一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈦合金熱加工后的快冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鈦合金熱加工后的在 線水淬快冷方法。
背景技術(shù)：
鈦合金熱加工后通過迅速快冷可以保持較多的空位和缺陷以及儲(chǔ)存變形能，為后 來加工過程中發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶以及時(shí)效析出物提供形核位置，從而達(dá)到鈦合金析出物彌 散、晶粒細(xì)小、性能增強(qiáng)的目的。目前，迅速快冷工藝只能在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)，而在鈦合金板材大 型工業(yè)生產(chǎn)中水淬速度太慢，板材在搬運(yùn)或水冷過程中已經(jīng)釋放儲(chǔ)存能，使其晶粒長大或 緩慢長大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，實(shí)現(xiàn) 鈦合金板材熱加工后的迅速水冷，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的 性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法
鈦合金熱加工后成板坯完成后的IOs內(nèi)，進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，在IOs內(nèi)采用上下 對(duì)稱的集管噴頭對(duì)其上下噴灑冷卻水，所噴灑的冷卻水的溫度為5 35°C，水壓為0. 1 0. 3MPa,噴灑速度為 2000 5000m3/h。
所述的鈦合金熱加工后形成的板坯，其表面溫度為780 850°C，其冷卻速度為 5 70°C /s。
所述的水淬快冷區(qū)域?yàn)閷恿骼鋮s區(qū)域，設(shè)置在鈦合金熱加工區(qū)域之后6 20m。
所述的水淬快冷區(qū)域是將層流冷卻裝置設(shè)置在進(jìn)行鈦合金熱加工的軋機(jī)的出口 軌道上，流冷卻裝置的集管噴頭沿出口軌道上下對(duì)稱分布。
所述的集管噴頭的排列密度為1 2對(duì)/m2，在分布面積為10 15m2。
所述的熱加工后成的板坯從一端到另一端來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn) 行冷卻水噴灑，其運(yùn)行的速度為0. 5 2. Om/s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果
本發(fā)明提供的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，通過在熱加工區(qū)域之后設(shè) 置水淬快冷區(qū)域，當(dāng)熱加工后完成后可在數(shù)秒內(nèi)達(dá)到進(jìn)行水淬快冷，使得鈦合金熱加工之 后不下軋線，并根據(jù)板材厚度進(jìn)行水壓、水量和噴頭運(yùn)行/擺動(dòng)速度的調(diào)節(jié)，使冷卻速度在 5 70°C /s的范圍調(diào)整，實(shí)現(xiàn)熱加工后的在線水淬快速冷卻。這樣就最大限度的保存了鈦 合金熱加工過程產(chǎn)生的變形能，可在10秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)鈦合金板材的迅速水冷，保存鈦合金大量 變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
本發(fā)明提供的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，使得大型工業(yè)生產(chǎn)過程的鈦3合金板材能夠在線迅速在10秒內(nèi)快冷，克服了現(xiàn)有大型工業(yè)生產(chǎn)中水淬速度太慢，板材在 搬運(yùn)或水冷過程中已經(jīng)釋放儲(chǔ)存能，使其晶粒長大或緩慢長大的缺陷。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而 不是限定。
實(shí)施例1
TC4 (Ti-6A1-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材厚度8mm、寬度1000mm， 長度3000mm的板坯。
水淬快冷區(qū)域的設(shè)置在熱軋機(jī)后15m處設(shè)置的層流冷卻裝置(以形成層流冷卻 區(qū)域)，集管噴頭沿?zé)彳垯C(jī)的出口軌道上下對(duì)稱分布，集管噴頭以密度1. 12對(duì)/m2分布在面 積為12. 45m2的軌道上，總體個(gè)數(shù)為14對(duì)。
在線水淬快冷為
熱軋制完成IOs內(nèi)進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)板坯上下噴冷卻 水，所噴灑的冷卻水的溫度為20°C，水壓為0. IMPa，噴灑速度為2000m3/h。
冷卻速度約為50°C /s，最終在6秒內(nèi)使鈦合金板材從800°C左右冷卻到500°C，保 存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
實(shí)施例2
TC4 (Ti-6A1-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材厚度20mm、寬度1800mm， 長度5000mm的板坯。
水淬快冷區(qū)域的設(shè)置在熱軋機(jī)后20m處設(shè)置的層流冷卻裝置，集管噴頭沿?zé)彳?機(jī)的出口軌道上下對(duì)稱分布，集管噴頭以密度1. 2對(duì)/m2分布在面積為15m2的軌道上，總體 個(gè)數(shù)為18對(duì)。
在線水淬快冷為
熱軋制完成IOs內(nèi)進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)板坯上下噴冷卻 水，所噴灑的冷卻水的溫度為5°C，水壓為0. 3MPa,噴灑速度為3000m3/h，板坯從一端到另一 端來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn)行冷卻水噴灑，其運(yùn)行的速度為0. 5m/s。
冷卻速度約為43°C /s，最終在8秒內(nèi)使鈦合金板材從850°C左右冷卻到500°C，保 存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
實(shí)施例3
TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材厚度50mm、寬度2100mm， 長度3000mm的板坯。
水淬快冷區(qū)域的設(shè)置在熱軋機(jī)后20m處設(shè)置的層流冷卻裝置，集管噴頭沿?zé)彳?機(jī)的出口軌道上下對(duì)稱分布，集管噴頭以密度1. 2組/m2 (請(qǐng)補(bǔ)充)分布在面積為15m2的軌 道上，總體個(gè)數(shù)為18對(duì)。
在線水淬快冷為
熱軋制完成6s內(nèi)進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)板坯上下噴冷卻水， 所噴灑的冷卻水的溫度為35°C，水壓為0. 2MPa,噴灑速度為4000m3/h，板坯從一端到另一端 來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn)行冷卻水噴灑，其運(yùn)行的速度為1. 5m/s。
冷卻速度約為17. 5 °C/s，最終在20秒內(nèi)使鈦合金板材從800 °C左右冷卻到 450°C，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
實(shí)施例4
TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材厚度50mm、寬度2100mm， 長度3000mm的板坯。
水淬快冷區(qū)域的設(shè)置在熱軋機(jī)后20m處設(shè)置的層流冷卻裝置，集管噴頭沿?zé)彳?機(jī)的出口軌道上下對(duì)稱分布，集管噴頭以密度1. 5對(duì)/m2分布在面積為IOm2的軌道上，總體 個(gè)數(shù)為15對(duì)。
在線水淬快冷為
熱軋制完成6s內(nèi)進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)板坯上下噴冷卻水， 所噴灑的冷卻水的溫度為15°C，水壓為0. 15MPa，噴灑速度為4000m3/h，板坯從一端到另一 端來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn)行冷卻水噴灑，其運(yùn)行的速度為1. Om/s。
冷卻速度約為30°C /s，最終在10秒內(nèi)使鈦合金板材從800°C左右冷卻到500°C， 保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
實(shí)施例5
TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金熱加工(熱軋制)之后形成板材厚度50mm、寬度2100mm， 長度3000mm的板坯。
水淬快冷區(qū)域的設(shè)置在熱軋機(jī)后15m處設(shè)置的層流冷卻裝置，集管噴頭沿?zé)彳?機(jī)的出口軌道上下對(duì)稱分布，集管噴頭以密度1對(duì)/m2分布在面積為15m2的軌道上，總體個(gè) 數(shù)為15組。
在線水淬快冷為
熱軋制完成8s內(nèi)進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)板坯上下噴冷卻水， 所噴灑的冷卻水的溫度為30°C，水壓為0. 2MPa,噴灑速度為5000m3/h，板坯從一端到另一端 來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn)行冷卻水噴灑，其運(yùn)行的速度為1. Om/s。
冷卻速度約為61. 60C /s，最終在6秒內(nèi)使鈦合金板材從850°C左右冷卻到480°C， 保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
權(quán)利要求
1.一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，鈦合金熱加工成板坯完成 后的IOs內(nèi)，進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，在IOs內(nèi)采用上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)其上下噴灑冷卻水， 所噴灑的冷卻水的溫度為5 35°C，水壓為0. 1 0. 3MPa，噴灑速度為2000 5000m7h。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，所述的鈦 合金熱加工后形成的板坯，其表面溫度為780 850°C，其冷卻速度為5 70°C /s。
3.如權(quán)利要求1所述的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，所述的水 淬快冷區(qū)域?yàn)閷恿骼鋮s區(qū)域，設(shè)置在鈦合金熱加工區(qū)域之后6 20m。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，所述的水 淬快冷區(qū)域是將層流冷卻裝置設(shè)置在進(jìn)行鈦合金熱加工的軋機(jī)的出口軌道上，層流冷卻裝 置的集管噴頭沿出口軌道上下對(duì)稱分布。
5.如權(quán)利要求1所述的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，所述的集 管噴頭的排列密度為1 2對(duì)/m2，在分布面積為10 15m2。
6.如權(quán)利要求1所述的鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，其特征在于，所述的熱 加工后成的板坯從一端到另一端來回?cái)[動(dòng)受到集管噴頭從上下兩面進(jìn)行冷卻水噴灑，其運(yùn) 行的速度為0.5 2. 0m/so
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦合金熱加工后的在線水淬快冷方法，鈦合金熱加工完成10s內(nèi)，進(jìn)入水淬快冷區(qū)域，在10內(nèi)采用上下對(duì)稱的集管噴頭對(duì)其上下噴灑冷卻水，所噴灑的冷卻水的溫度為5～35℃，水壓為0.1～0.3MPa，噴灑速度為2000～5000m3/h。通過在熱加工區(qū)域之后設(shè)置水淬快冷區(qū)域，當(dāng)熱加工后完成后可在數(shù)秒內(nèi)達(dá)到進(jìn)行水淬快冷，使得鈦合金熱加工之后不下軋線，并根據(jù)板材厚度進(jìn)行水壓、水量和噴頭運(yùn)行/擺動(dòng)速度的調(diào)節(jié)，使冷卻速度在5～70℃/s的范圍調(diào)整，實(shí)現(xiàn)熱加工后的在線水淬快速冷卻。最大限度的保存了鈦合金熱加工過程產(chǎn)生的變形能，保存鈦合金大量變形能，獲得晶粒細(xì)小的組織和改善的性能。
文檔編號(hào)C22F1/18GK102031470SQ20101060891
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者付文潔, 呂利強(qiáng), 張曉衛(wèi), 張清, 李輝, 李鵬, 楊少博, 王蕊寧, 謝英杰, 謝錦明, 馬宏旺, 高維娜 申請(qǐng)人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司