[发明专利]一种钛合金TC4冷轧管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金管及其制备，具体地说是一种TC4冷轧管及其制备方法。

背景技术

随着钛合金的不断发展，越来越需求高强度、高韧性、耐高温和耐腐蚀的钛合金，尤其是钛合金管材需求越来越多，而钛合金管材的加工难度越来越大，钛合金TC4管材大部分应用于油田、核电站、化工等行业，而现在的钛合金TC4管材通常都是板材卷焊的、棒材掏孔的、斜轧穿孔后外车内铰的，目前国内没有一家能够冷轧出钛合金(TC4)管材的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于现代市场需求的钛合金(TC4)管，此方法冷轧的TC4管材强度高、韧性好、耐高温和耐腐蚀，用上述方法加工的钛合金TC4管其性能中的抗拉强度(Rm)达到895～1300MPa，延伸率8～25％。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钛合金(TC4)管，按重量百分比计合金组成为：Al(5.5～6.75)％，V(3.5～4.5)％，Fe≤0.1％，C≤0.1％，N≤0.03％，H≤0.015％，O≤0.15％，Ti余量；

一种钛合金(TC4)冷轧管的制备方法，按重量百分比计合金原料组成为：Al(5.5～6.75)％，V(3.5～4.5)％，Ti余量；按常规方法将上述原料加工成的管坯及半成品管，并控制钛合金TC4中Fe≤0.1％，C≤0.1％，N≤0.03％，H≤0.015％，O≤0.15％，然后进行冷轧而成；其TC4冷轧管规格为(但外径与壁厚之比必须大于2)；

在冷轧此钛合金管材时，管坯或半成品管内外表面添加润滑剂，然后进行轧制，每轧一个道次后必须采用氧化退火，氧化退火温度为600～900℃保温1～3小时，每一个道次轧制变形量为15％～65％，轧制速度为20～90次/分；

在轧制第一个或第二个道次时，进行内铰单边0～0.8mm；在轧制最后1或2个道次前必须碱洗和酸洗或酸洗后水洗将氧化皮及缺陷全部修掉，再进行轧制，轧制道次数为1-16(即轧制道次最少一个道次就出成品，最慢十六个道次出成品)，轧制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，氧化退火温度为600～900℃保温1～3小时；真空退火温度为600～900℃保温1～3小时，退火后的成品则要再进行碱洗和酸洗或酸洗后水洗，获得产成品。

此产品钛合金(TC4)冷轧管性能中的抗拉强度(Rm)在正常热处理和固溶时效后可达(895～1300)MPa，延伸率在(8～25)％，其金相组织均匀，可以达到消除应力退火和完全再结晶退火的两种金相组织。此钛合金(TC4)产品冷轧管表面质量好，表面光亮，其表面无褶皱等缺陷。

所述润滑剂为石蜡、二硫化钼或二硫化钼锂基润滑脂。

在冷轧此钛合金管材过程中，所述轧制道次数通常为1-16；也可能为一次，在轧制道次为一个道次就出成品时，首先将管坯或半成品管进行氧化退火，退火温度为600～900℃保温1～3小时，退火后碱洗和酸洗或酸洗后水洗，将氧化皮及缺陷全部修掉，管坯或半成品管内外表面添加润滑剂，然后进行轧制，轧制变形量为15％～65％，轧制速度为20～90次/分；在轧制时，进行内铰单边0～0.8mm；轧制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，氧化退火温度为600～900℃保温1～3小时；真空退火温度为600～900℃保温1～3小时；退火后的成品则要再进行碱洗和酸洗或酸洗后水洗，获得产成品。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1.强度高、耐腐蚀：本发明钛合金TC4冷轧管强度(Rm)(895～1300MPa)比与TC4成份相近的TA18管(620MPa)高，耐腐蚀性也远远超过TA18管。

2.降低成本，缩短生产周期：现有钛合金管生产工艺每道轧制后都要进行真空退火，而本发明的钛合金TC4冷轧管材生产工艺每道轧制后都进行氧化(非真空)退火，这样既降低了电耗成本也缩短了生产周期。

3.成品率高，质量好，性能优：本发明TC4冷轧管比棒材掏孔管成品率高，TC4冷轧管利用穿孔管坯进行轧制，损耗小，成品率高，而棒材掏孔管则需要掏出很多屑废品，损耗大，成品率低，棒材掏孔管只是棒材的质量和性能，而TC4冷轧管是在棒材的基础上进行深加工的，则棒材掏孔管的质量、性能远不及TC4冷轧管的质量、性能。