TA22Φ8mm×1mm钛合金管材的生产工艺及高温性能研究

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TA22是一种近α型耐蚀钛合金,拥有优异的塑性、韧性、高温强度、高温持久寿命、冲击韧性、工艺性能和焊接性能,因此广泛应用于造船业。本文通过对管坯挤压工艺的研究,分析了挤压比和挤压温度对挤压管材组织性能的影响规律。设计出两条TA22Φ8 mm×1 mm管材冷轧生产工艺路线,并且对不同工艺参数下生产的管材生产中内外表面缺陷进行表征和深入的研究。研究结果表明:TA22合金对挤压温度并不敏感,挤压温度区域较宽。分别在780℃、820、880℃温度下进行挤压,生产出Φ86×12 mm挤压管坯拉伸强度均在700 MPa左右。另外,研究表明在此温度范围内,分别采用挤压比为12.6和19.1对管坯挤压后,拉伸性能分别为705 MPa和725 MPa,延伸率均为23%左右,组织为R态。经过500℃的温矫、精整、酸洗后,挤压管坯在组织和性能上保持稳定。在LG80轧机上轧制Φ86×12 mm规格TA22合金管材时,当送进量小于8 mm/次,得到管材表面质量良好。送进量在8~12 mm/次时,产品出现竹节缺陷的情况达到40%。送进量超过12 mm/次后,产品表面出现了严重的轧折现象。用两辊轧机分别在44%~56%的变形率下进行冷轧,再进行600℃~700℃/1h~2 h的中间退火后,组织发生回复再结晶,有细小的等轴晶出现。最后用环孔型轧机以40%以上的加工率轧制,在600℃~680℃保温1h进行成品退火,可以生产出拉伸性能高于700 MPa的Φ8 mm×1 mm管材。轧制过程中,两辊轧机轧制时值Q在0.8~1.2之间,轧制产品表面均符合要求,壁厚均匀,内外表面无起伏波浪;三辊轧机轧制时的Q值在2.4~2.85,在轧制过程中有坯料送进较困难现象,轧制润滑充分时表面质量尚符合标准要求。对不同温度的组织进行热处理发现:500℃退火后,组织形貌整体依然呈纤维状;600℃后组织已完全成为再结晶,晶粒也完全等轴化,并且当温度升高700℃时并未观察到晶粒的明显长大。通过本研究为TA22Φ8mm×1mm钛合金管材生产提供了理论指导。
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