[发明专利]一种低成本防爆轰钛合金板的制备方法

说明书

本发明公开了一种低成本防爆轰钛合金板的制备方法，该方法包括：一、对目标产物钛合金板的成分进行设计；二、选取准备对应元素的原料；三、制备电极并经两次真空自耗熔炼得到钛合金铸锭，然后切削进行开坯锻造得到板坯；四、板坯经多火次轧制得到钛合金板；五、热处理；六、经表面处理得到防爆轰钛合金板。本发明根据合金化原理设计得到少组元、低合金元素含量的防爆轰钛合金板，降低了成分成本，起到减轻面密度和强化作用，在保证防爆轰钛合金板强度的前提下，提高其韧性和塑性，使得防爆轰钛合金板在冲击波的攻击下达到产生均匀塑性流变，吸收更多能量的效果，有效抗击爆炸带来的冲击波，提高了防爆轰钛合金板的防爆轰性能。

技术领域

本发明属于钛合金型材制备技术领域，具体涉及一种低成本防爆轰钛合金板的制备方法。

背景技术

钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能与耐高温性能优良等特点，被广泛应用于航空航天、化工、医疗、兵器等领域，是一种重要的结构材料。目前钛合金的制备主要针对成分设计、加工制备及热处理工艺，并未涉及到材料在特殊使用环境中受到的撞击、爆炸等。用钛合金制造防爆轰板，对增强作战能力具有重要意义。随着科技的进步，现代高性能防爆轰材料已经向多功能、高性能、质轻、低成本、安全性等方向发展。通过对防爆轰板的材料组成成分、结构的设计、生产工艺的选择，再在实验基础上进行理论设计和性能检测，最终实现综合性能优化，满足功能性与经济性要求。

当爆炸发生后，爆炸冲击波的过程仅在微秒级之内，巨大的冲击动能使材料容易产生变形与开裂，要求防爆轰板要能抵御冲击波的攻击，通过受冲击后的大变形及载荷传递的递增型和延时性来降低冲击载荷的峰值效应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种低成本防爆轰钛合金板的制备方法。该方法根据合金化原理设计得到少组元、低合金元素含量的防爆轰钛合金板，降低了成分成本，起到减轻面密度和强化作用，在保证防爆轰钛合金板强度的前提下，提高其韧性和塑性，使得防爆轰钛合金板在冲击波的攻击下达到产生均匀塑性流变，吸收更多能量的效果，有效抗击爆炸带来的冲击波，减缓爆炸危害，提高了防爆轰钛合金板的防爆轰性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种低成本防爆轰钛合金板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、成分设计：对目标产物钛合金板的成分进行设计，得到该钛合金板的质量含量成分组成：铝2.5％～5％，钒2％～4％，铁0.5％～1.5％，硅0.1％～0.5％，氧小于等于0.25％，其他杂质元素的总质量含量小于0.3％且任一杂质元素的质量含量均小于0.1％，其余为钛；

步骤二、配料：根据步骤一中得到的钛合金板的质量含量成分组成，选取准备对应元素的原料；所述钛元素对应的原料中含有钛及钛合金边角料或/和钛及钛合金残料；

步骤三、熔炼及开坯锻造：将步骤二中选取的对应元素的原料制备成电极后放置于真空自耗炉中，经两次真空自耗熔炼得到钛合金铸锭，将钛合金铸锭经车床切削去除表面皮和冒口，然后在α相至β相的相转变温度以上加热进行开坯锻造，得到板坯；

步骤四、轧制：对步骤三中得到的板坯进行多火次轧制，得到钛合金板；

步骤五、热处理：对步骤四中得到的钛合金板进行热处理；

步骤六、表面处理：将步骤四中经热处理后的钛合金板进行表面处理，得到防爆轰钛合金板。