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行业新闻

TA18钛合金管材工艺技术

作者:兴隆钛业 时间:2018-12-04 09:21

  针对小规格厚壁TA18钛合金无缝管试生产中遇到的内表面易产生裂纹、成品率低的问题,研究了冷轧工艺参数对管材表面质量和拉伸性能的影响,探索提高管材成品率的方法。结果表明:两辊开坯轧制变形量选择39%,管材内外表面质量较好;用三辊轧机进行中间道次轧制时,Q值小于0.87,管材内表面质量较好;成品管材轧制变形量选择30%,能够得到较好的力学性能和显微组织。为了提高TA18钛合金管材的成品率,在轧制过程中每轧制1~2个道次,就进行除油、酸洗、退火、矫直处理,再用喷砂+酸洗方法去除内表面裂纹。采取该措施后,成品管材探伤合格率提高到35%~40%。

  1 概述TA18钛合金

  由于TA18钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好、无磁性及线膨胀系数小等优点,国外用该合金制作的小规格厚壁钛合金管已成功应用在航天飞行器和多种民用飞机上的液压、燃油等管路系统中。航空用TA18小规格管材通常为6、8、10mm等不同直径的厚壁管材,并且标准对各项性能的要求较高。西部金属材料股份有限公司在试生产这种小规格TA18钛合金管材时,因管材轧制道次多,产品质量不易控制,容易在内表面形成纵向微裂纹,造成成品率低。本研究结合公司实际生产情况,研究了轧制工艺参数对小规格、厚壁TA18钛合金管材的表面质量和拉伸性能的影响,旨在提高生产过程中TA18钛合金管材的成品率,实现小规格厚壁TA18钛合金管材的批量化生产。

  2 实验

  以表面光洁、无肉眼可见裂纹的TA18钛合金棒坯为实验原料。棒坯经车床钻孔后,用铜皮包覆,在1600t挤压机上挤压成管坯,对管坯进行除铜酸洗。酸洗后检查管坯的内外表面,无肉眼可见裂纹时可作为轧制坯料。在LG60两辊轧机上,按照设定的变形量进行开坯轧制。再根据设备能力,依次选用LD60、LD30、LD15、LD3~8轧机进行三辊轧制。针对不同道次选取不同的Q值(相对减壁量与相对减径量的比值)进行轧制。在轧制中间道次对管材进行超声波检测,并对有裂纹的管材进行消裂纹处理。以设计的不同变形量进行成品管材轧制,最终得到8mm×1mm×L(L=500~3000mm)TA18钛合金成品管。采用真空退火炉对成品管材进行退火处理,从退火后的管材上截取拉伸试样和金相试样,按GJB3423―98标准进行室温力学性能测试和显微组织观察。

  3 结论

  (1)轧制小规格厚壁TA18钛合金管时,两辊开坯轧制的变形量选定在39%,管材的内外表面质量较好。

  (2)三辊冷轧小规格厚壁TA18钛合金管时,Q值不宜超过0.87,这样可以保证管材内表面质量较好,无裂纹产生。考虑强度和塑性的良好匹配,三辊轧制的变形量选定在30%,能够得到较好的力学性能和显微组织。

  (3)在TA18钛管材轧制过程中,每进行1~2个道次的轧制,就进行除油、酸洗、退火、矫直处理,再用喷砂+酸洗方法去除内表面裂纹。采取这种措施可使成品管材的探伤合格率提高到35%~40%。