一種鈦合金無(wú)縫管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈦合金管及其制備，具體地說(shuō)是一種dfgX-14#無(wú)縫管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鈦合金的不斷發(fā)展，越來(lái)越需求高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫和耐腐蝕的鈦合金， 尤其是鈦合金管材需求越來(lái)越多，而鈦合金管材的加工難度越來(lái)越大，鈦合金管材大部分 應(yīng)用于油田、核電站、化工等行業(yè)，而現(xiàn)在的鈦合金管材通常都是板材卷焊的、棒材掏孔的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種適合于現(xiàn)代市場(chǎng)需求的鈦合金dfgx-14#管，此方 法制備的dfgx-14#管材強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫和耐腐蝕，用上述方法加工的鈦合金 dfgx-14#管其性能中的抗拉強(qiáng)度（Rm)達(dá)到600~1300MPa，延伸率6~25%。沖擊功為 40 ~150J
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種鈦合金dfgx-14#管，按重量百分比計(jì)合金組成為：A1 (3~7) %，Mo (1~ 5) %，Cr(l ~5) %，F(xiàn)e 彡 0· 3%，C 彡 0· 08%，N 彡 0· 05%，H 彡 0· 015%，0 彡 0· 2%，Ti 余量；
[0006] -種鈦合金dfgx-14#熱軋管的制備方法，按重量百分比計(jì)合金原料組成為： Al(3~7) %，Mo(l~5) %，Cr(l~5) %，Ti余量；按常規(guī)方法將上述原料加工成棒坯 進(jìn)行熱穿孔熱軋制或熱穿孔熱鍛造或熱穿孔后加工，并控制鈦合金dfgx-14#中雜質(zhì)Fe 彡 0· 3%，C 彡 0· 08%，0· 05%，0· 015%，0 彡 0· 2%;其dfgx-14#無(wú)縫管規(guī)格：圓管 外徑010-01500mmX璧厚0· 9~400mm(但外徑與壁厚之比必須大于2) X長(zhǎng)度100~ 18000mm，方管10~1 500mm X 10~1 500mm X壁厚0. 9~400mm (但每個(gè)邊長(zhǎng)都必須大于相 鄰2個(gè)壁厚之和）X長(zhǎng)度100~18000臟，異形管大頭外徑010~01500mm X壁厚0· 9~ 400mm(但外徑與壁厚之比必須大于2) X小頭外徑03~013OOmmX壁厚0. 9~400mm (但 外徑與壁厚之比必須大于2) X長(zhǎng)度100~18000mm，異形管大頭外徑必須大于小頭外徑；
[0007] 在制備dfgx-14#鈦合金管時(shí)，首先無(wú)缺陷的光棒坯料放在加熱爐（天然氣爐、箱 式電阻爐、煤氣發(fā)生爐）內(nèi)進(jìn)行升溫加熱；加熱溫度700°C~1200°C，保溫時(shí)間=(加熱 錠坯直徑/2)mm+(20~90)分鐘。熱穿孔或熱擠壓后進(jìn)行再進(jìn)行軋制、熱鍛造成型后機(jī)加 工或機(jī)加工，乳制或和熱鍛造時(shí)變形量為（20%~80%)/次，熱穿孔或熱擠壓后、終鍛溫 度500°C~1000°C軋制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，氧化退火的退火溫度為 500~1KKTC保溫0. 5~8小時(shí)；真空退火的退火溫度為500~1KKTC保溫0. 5~8小 時(shí)，退火后的成品則要再進(jìn)行酸洗或堿洗、酸洗或堿洗后水洗，獲得產(chǎn)成品，或者再進(jìn)行一 次機(jī)加工獲得產(chǎn)成品。
[0008] 此產(chǎn)品鈦合金dfgx-14#熱軋管性能中的抗拉強(qiáng)度（Rm)在正常熱處理和固溶時(shí)效 后可達(dá)（600~1300)MPa,延伸率在（6~25) %，沖擊功為40~150J在消除應(yīng)力退火和完 全再結(jié)晶退火的兩種狀態(tài)中，其金相組織均勻。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：
[0010] 1.強(qiáng)度高、耐腐蝕：本發(fā)明鈦合金dfgX-14#無(wú)縫管強(qiáng)度（Rm) (600~1300MPa)比 TA4管（540MPa)高160~760MPa，耐腐蝕性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)TA4管。
[0011] 2.降低成本，縮短生產(chǎn)周期：現(xiàn)有鈦合金管生產(chǎn)工藝每道軋制后都要進(jìn)行真空退 火，而本發(fā)明的鈦合金dfgX-14#無(wú)縫管材生產(chǎn)工藝為熱穿孔或熱擠壓管還后進(jìn)行乳制成 品或熱鍛造機(jī)加工成品或機(jī)械加工成品，這樣既降低了電耗成本也縮短了生產(chǎn)周期。
[0012] 3.成品率高，質(zhì)量好，性能優(yōu)：本發(fā)明dfgx-14#無(wú)縫管比棒材掏孔管成品率高， dfgx-14#無(wú)縫管利用熱穿孔或熱擠壓管坯進(jìn)行軋制成品或熱鍛造機(jī)加工成品或機(jī)械加工 成品，損耗小，成品率高，而棒材掏孔管則需要掏出很多屑廢品，損耗大，成品率低，棒材掏 孔管只是棒材的質(zhì)量和性能，棒材掏孔管的質(zhì)量、性能遠(yuǎn)不及按上方法制備dfgx-14#無(wú)縫 管的質(zhì)量、性能。
[0013] 4.使用壽命長(zhǎng)：本發(fā)明dfgx-14#無(wú)縫管先天性組織致密，板材焊接管則在焊縫處 組織狀態(tài)與基體不一致，容易造成疲勞性晶間開(kāi)裂，所以有dfgx-14#無(wú)縫管比板材焊接管 使用壽命長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明是通過(guò)獨(dú)特的操作方法和制備加工工藝就可以獲得新型鈦合金dfgX-14# 無(wú)縫管，下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明。
[0015] 采用氧化退火冷軋制法：按常規(guī)步驟進(jìn)行，首先用原料海綿鈦、釩鋁合金、鑰鋁合 金、鋁錳合金進(jìn)行配料（按重量百分比計(jì)Al(3~7) %，Mo(l~5) %，Cr(l~5) %，F(xiàn)e彡0. 3%，C彡0.08%，Ν<α 05%，Η彡0.015%，0彡0.2%，Ti余量；將原料混合），擠壓電極，焊接 電極，裝爐熔煉鑄錠，扒皮取樣分析，用鑄錠鍛造棒料（棒坯），棒料車光下料，用光棒熱穿 孔或熱擠壓成管坯后進(jìn)行軋制成品或熱鍛造機(jī)械加工成品或機(jī)械加工成品，堿洗，酸洗，水 洗，平頭，退火，取樣分析，定尺下料。
[0016] 下述實(shí)施例中的堿洗配比、酸洗配比均為：
[0017] 堿洗液：[85 ~95 % NaOH+15 ~5 % NaN03 (或 KN03)]
[0018] 酸洗液：[30 ~40 % HN03+2 ~10 % HF+ 余量 H20]。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 具體制備過(guò)程如下：
[0021] 由dfgx-14#棒坯050mm X 2000·，裝入箱式電阻爐升溫加熱900°C，保溫60 分鐘，出爐熱穿孔，熱穿孔后的管坯通過(guò)傳輸至軋制生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行軋制，乳制變形量為 30%，終軋溫度600°C，熱軋制成品規(guī)格為0i〇mm X(). SnmX 1 1000mm,氧化退火600°C保 溫1小時(shí)，堿洗、酸洗、水洗、定尺下料、取樣分析其性能實(shí)測(cè)為Rm 990MPa, RpO. 2 845MPa, A 13% ;沖擊功為78J ;
[0022] dfgx-14#鈦合金管，按重量百分比計(jì)合金組成為：A1 5.26%，Mo 2. 93%， Cr2. 88%，Ti 余量。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 具體制備過(guò)程如下：
[0025] 由dfgx-14#鈦合金棒還01300mm X 2500mm，.裝入天然氣爐升溫加熱1150°C， 保溫12小時(shí)，出爐熱穿孔，熱穿孔后的管坯通過(guò)傳輸至熱軋制生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行軋制，乳 制變形量為70%，終軋溫度800°C，熱軋制成品規(guī)格為0丨〇〇〇_ X400nimX 10000mm, 氧化退火900°C保溫8小時(shí)，堿洗、酸洗、水洗、定尺下料、取樣分析其性能實(shí)測(cè)為 Rmll09MPa，Rp0.21010MPa，A 11%。沖擊功為 45J;
[0026] dfgx-14#鈦合金管，按重量百分比計(jì)合金組成為：A1 4. 81 %，Mo 3. 29%， Cr3. 46%，Ti 余量。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] 具體制備過(guò)程如下：
[0029] 由dfgx-14#鈦合金棒坯0120mm X2000mm,裝入箱式電阻爐升溫加熱920°C，保 溫60分鐘，出爐熱擠壓，熱擠壓后的管坯通過(guò)傳輸至軋制生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行軋制，乳制變形 量為30%，乳制成品規(guī)格為060mm X 5. 5mmX I 1000mm,氧化退火600°C保溫1小時(shí)，堿 洗、酸洗、水洗、定尺下料、取樣分析其性能實(shí)測(cè)為Rm 1090MPa，Rp0. 2 935MPa，A 19%;沖擊 功為150J ;
[0030] dfgx-14#鈦合金管，按重量百分比計(jì)合金組成為：A1 6. 1%，Mo 3. 02%，
[0031] Cr 3. 05%，Ti 余量。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] 具體制備過(guò)程如下：
[0034] 由dfgx-14#鈦合金棒還0h500mm _X 2i500mm，裝入天然氣爐升溫加熱1150°C， 保溫12小時(shí)，出爐熱擠壓，熱擠壓后的管坯通過(guò)傳輸至熱軋制生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行軋制，乳制 變形量為70%，軋制成品規(guī)格為01000mm X400mmX 10000mm，氧化退火900°C保溫8 小時(shí)，堿洗、酸洗、水洗、定尺下料、取樣分析其性能實(shí)測(cè)為Rmll24MPa，RpO. 2 1016MPa，A 12%。沖擊功為69J;
[0035] dfgx-14#鈦合金管，按重量百分比計(jì)合金組成為：Al 6. l%，Mo 3. 6%，Cr3. 3%， Ti余量。
[0036] 實(shí)施例5
[0037] 具體制備過(guò)程如下：
[0038] 由dfgx-14#鈦合金棒坯05〇_ X l.OOQmm，裝入天然氣爐升溫加熱980°C，保 溫60分鐘，出爐熱穿孔，熱穿孔后的管坯通過(guò)傳輸至熱鍛造生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行熱鍛造，熱鍛 造變形量為40%，終鍛溫度600°C，熱鍛造加工至成品規(guī)格為010mm X0. 5mmX5200rnm， 氧化退火700°C保溫1小時(shí)，堿洗、酸洗、水洗、定尺下料、取樣分析其性能實(shí)測(cè)為Rm 920MPa, RpO. 2 780MPa, A 14% ;沖擊功為 93J ;
[0039] dfgx-14#鈦合金管，按重量百分比計(jì)合金組成為：A1 3.0%，Mo 2.6%，Cr 2· 1%，Ti 余量。
[0040] 實(shí)施例6
[0041] 具體制備過(guò)程如下：
[0042] 由dfgx-14#鈦合金