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纯钛及钛合金热加工性能参数

纯钛热加工性能参数
1. 来料牌号及化学成分
注:合金牌号对应标准GB/T3620.1-2007
2.纯钛的物理性能
熔点1668±4℃
密度ρ=4.5g/cm3
弹性模量E=1.17×105MPa、G=0.44×105Mpa(约为钢的54%)
导热系数λ=19.3Wm-1K-1
热膨胀系数10.2×10-6/℃(室温-700℃)
泊松比υ=0.33
3.常温下力学性能
4. 加热规范
板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热,为防止氧扩散,应限制加热温度和时间,因此,从成材率、表面质量考虑,该扩散层的厚度越薄越好,为此,热轧
带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下,尽可能低。

通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。

纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度
5. 轧制过程控制
热轧分为粗轧和精轧。

粗轧通常使用可逆式轧机,从厚板坯(80~300mm)的轧制到供精轧机轧制的板材厚度(25~40mm),需经5~7个道次的轧制。

纯钛的粗轧终轧温度为790℃。

精轧工序在6~7台串列式轧机进行,可将25~40mm 的板坯连续加工成钛带材(厚3~6mm),轧制速度可达300~600m/min。

轧制过程温度控制参数为:钛板坯在加热炉中加热到800~920℃,在910℃出炉;粗轧终轧温度为790℃,连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围,终轧温度为670℃;在470~490℃温度范围进行卷取。

轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法,以大于5~10℃/s的速度冷却,在低于500℃时卷取,以保证带卷材质均匀。

其它工艺要点有:严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度;避免辊道对带材表面划伤;每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污;热轧带卷初始阶段,需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力,防止因带材卷乱或松卷引起划伤。

轧制温度对纯钛的单位压力的影响
钛合金热加工性能参数二、钛合金(TC3、TC4)
密度ρ=4.45g/cm3
弹性模量E=1.13×105MPa
导热系数λ=6.43Wm-1K-1
1常温力学性能
TC4合金的拉伸应力应变曲线
TC4室温压缩应力应变曲线
2热轧工艺条件
1).加热规范
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
加热时间和速度:200mm厚的板坯通常加热时间为230-240分钟。

炉内气氛:加热炉一般采用连续步进式加热炉。

加热前的坯料应在微氧化性气氛中均匀加热。

2).压下制度
TC4合金的高温性能高温性能
轧制温度对合金的单位压力的影响
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
举例1:用可逆式四辊轧机将尺寸为240m m×1070mm×1600mm的TC4钛合金板坯轧制成厚度60mm中板的典型压下规范如下表:
举例2:TC3板坯热轧工艺参数
φ600/φ1380×1200mm四辊热轧机轧制钛板的轧制速度。

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