[发明专利]电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法

说明书

本申请公开了一种电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法，所述方法包括如下步骤：利用电子束冷床炉一次熔炼得到TC4合金铸锭；对TC4合金铸锭进行直轧处理，得到TC4合金板材。本发明方法获得的TC4合金板材终态组织为等轴组织，且晶粒度细小，其力学性能稳定性优异，并且该方法不包括锻造步骤，具有加工路线短的优点，尤其适用于大规格宽幅板材的制备。本发明为电子束冷床炉熔炼TC4合金的应用提供了稳定性和可靠性的保障。

技术领域

本发明涉及钛合金领域，具体说是一种电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法及TC4合金板材。

背景技术

钛合金因其优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、海洋船舶、汽车、医药等部门都得到成功的应用。

真空自耗电弧熔炼法(VAR)是制备钛合金铸锭的主导工艺方法，但是VAR铸锭的质量水平限制了其在航空航天等高端领域的应用。为了获得航空发动机用高洁净度优质钛合金材料，电子束冷床熔炼法(EBCHM)的应用是正确的选择。美国对于EBCHM熔炼钛合金的技术已成熟，EB法一次生产的Ti6Al4V合金(TC4合金)已被制成了从装甲到体育休闲的多种工业产品，并正向航空领域过渡。美国空军曾自主采用EB炉一次熔炼的TC4扁锭生产的板材进行系统研究，目的是替代多次VAR板材产品，在军用和民用领域得到了推广应用。

与国际先进水平相比，我国EBCHM法的应用尚处于摸索、起步阶段，由于EB熔炼炉的普及，越来越多的技术人员关注冷床炉制备钛合金铸锭，特别是应用最为广泛的TC4合金。因此，亟需一种适用于电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法，同时提升电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法，该方法获得的TC4合金板材终态组织为等轴组织，且晶粒度细小，其力学性能稳定性优异，并且该方法不包括锻造的步骤，具有加工路线短的优点，尤其适用于大规格宽幅板材的制备。本发明为电子束冷床炉熔炼TC4合金的应用提供了稳定性和可靠性的保障。

本发明采取的技术方案是：

电子束冷床炉熔炼TC4合金铸锭的加工方法，包括如下步骤：利用电子束冷床炉一次熔炼得到TC4合金铸锭；

对TC4合金铸锭进行直轧处理，得到TC4合金板材。

进一步地，所述直轧处理包括在第一温度轧制得到第一板材、在第二温度轧制得到第二板材的步骤。

进一步地，所述直轧处理还包括在第三温度轧制得到第三板材、在第四温度轧制得到第四板材的步骤。

进一步地，所述直轧处理包括纵向轧制或横-纵交叉轧制的步骤，优选，横-纵交叉轧制；

进一步地，所述横-纵交叉轧制包括在得到第二板材后换向，和/或，在得到第三板材后换向，和/或，在得到第四板材后换向的步骤。

进一步地，所述第一板材的轧制方向为铸锭凝固方向。

本发明的纵向轧制方向为铸锭凝固方向。以铸锭规格H(厚度)×B(宽度)×L(长度)为例，L(长度)方向为铸锭连续凝固成形方向，即纵向；B(宽度)向则为横向。

进一步地，所述横-纵交叉轧制为轧制时横向轧制和纵向轧制交替进行，所述纵向轧制的方向为铸锭凝固方向，所述横向轧制的方向为垂直于铸锭凝固方向的铸锭宽度方向。

进一步地，横-纵交叉轧制的具体操作方式如下：

1)在第一温度下，纵向轧制(沿着铸锭凝固方向)得到第一板材；

2)在第二温度下，第一板材水平旋转90°，进行横向轧制(沿着初始铸锭的宽度方向)得到第二板材；优选的，进行横向轧制前，第一板材经表面处理及/或切分；