一種TB9鈦合金絲棒材及其軋制方法與流程

本發明屬于鈦合金加工技術領域，具體涉及一種tb9鈦合金絲棒材，本發明還涉及上述tb9鈦合金絲棒材的軋制方法。

背景技術：

tb9(名義成分ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr)鈦合金屬于亞穩β型高強鈦合金，具有比強度高、耐腐蝕性、熱處理性能高等優良的綜合性能，在固溶狀態條件下具有良好的冷加工成形性，可加工成板材、棒材和絲材等產品，其制作的鉚釘、彈簧等在航空航天及汽車等領域有著較為廣泛的應用。

tb9鈦合金絲棒材主要用于螺栓、鉚釘、彈簧等應用，其組織均勻性對其零件使用性能具有重要影響，組織不均勻狀態物料在熱處理后橫斷面性能不均勻，容易產生局部應力集中，導致局部開裂，對零件應用造成破壞性影響。

tb9合金β穩定化元素含量高，變形抗力大，在實際工業生產絲棒材時，一般選用相變點以上溫度進行加工，容易造成組織破碎不均勻問題，一般為軋制后絲棒材邊部組織細小而心部組織粗大，使得tb9絲棒材最終應用性能差異大，心部塑性差，使用時容易造成斷裂。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種tb9鈦合金絲棒材的軋制方法，解決了現有方法制得的tb9絲棒材應用性能差異大，心部塑性差，使用時容易斷裂的問題。

本發明的另一目的是提供采用上述方法制得的tb9鈦合金絲棒材。

本發明所采用的技術方案是，一種tb9鈦合金絲棒材的軋制方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將tb9鈦合金鍛坯在相變點以上加熱40～150min，獲得軋制棒坯；

步驟2，將所述步驟1所得軋制棒坯使用軋機進行6～14道次軋制，獲得目標規格絲棒材。

本發明的特點還在于，

加熱溫度為相變點以上30℃～100℃。

加熱溫度為相變點以上30℃～60℃。

軋制道次變形量為10％～15％。

軋制單火次變形量為80％～99％。

軋制道次間進行5s～10s道次停滯。

目標規格為φ8mm～φ25mm。

本發明所采用的另一技術方案是，采用上述方法制得的tb9鈦合金絲棒材。

本發明的有益效果是，一種tb9鈦合金絲棒材的軋制方法，通過加熱溫度以及軋制變形量控制tb9鈦合金絲棒材組織，采用本發明方法制備得到的tb9鈦合金絲棒材，組織細小，晶粒度6級及以上水平，且組織邊部、心部晶粒度評級差別＜1級。組織細小、均勻的tb9絲棒材在熱處理后物料橫斷面性能均勻一致，在應用時受力狀態一致，可有效提高其應用壽命。

附圖說明

圖1是本發明實施例選用的不均勻組織軋制坯料的高倍組織圖，其中a為邊部高倍組織圖，b為心部高倍組織圖；

圖2是實施例1制備得到的φ25mm規格棒材的高倍組織圖，其中a為邊部高倍組織圖，b為心部高倍組織圖；

圖3是實施例2制備得到的φ20mm規格棒材的高倍組織圖，其中a為邊部高倍組織圖，b為心部高倍組織圖；

圖4是實施例3制備得到的φ14mm規格棒材的高倍組織圖，其中a為邊部高倍組織圖，b為心部高倍組織圖；

圖5是實施例4制備得到的φ8mm規格棒材的高倍組織圖，其中a為邊部高倍組織圖，b為心部高倍組織圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種tb9鈦合金絲棒材的軋制方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將tb9鈦合金鍛坯在相變點以上30℃～100℃溫度加熱40～150min，獲得軋制棒坯；

優選的，加熱溫度為相變點以上30℃～60℃。

相變點以上30℃～100℃進行加熱可對軋制坯料組織進行均勻化，使加熱后坯料組織邊、心部均勻，該溫度下tb9合金為單β相組織，變形抗力較小，有利于變形加工，另可避免過高加熱溫度導致的組織異常粗大問題。

步驟2，將所述步驟1所得軋制棒坯使用軋機進行6～14道次軋制，獲得φ8mm～φ25mm規格絲棒材。

其中，軋制道次變形量為10％～20％，軋制單火次變形量為80％～99％。

軋制道次間進行5s～10s道次停滯。

通過道次軋制變形量的控制可有效減小心部軋制變形溫升，有利于軋制物料邊部及心部的實際軋制溫度的一致。

在軋制道次間進行一定時間的道次停滯，可均衡軋制心部變形溫升向邊部擴散，使物料邊部、心部軋制溫度均衡，避免心部組織因變形溫升影響而異常長大。道次停滯時間短，均溫效果不明顯，時間過長則物料失溫嚴重，影響絲棒材的穩定軋制。

為了體現本發明實施例提供的tb9鈦合金絲棒材的軋制加工方法的效果，下列實施例以均采用組織不均勻的鍛坯，參見圖1a和圖1b，分別為典型不均勻鍛坯邊部和心部組織，組織邊部晶粒度6級，心部晶粒度2級，組織邊部、心部晶粒度評級差別為4級。

實施例1

步驟1，選取規格為φ60mm橫向組織不均勻的tb9鈦合金鍛坯，置于箱式電阻爐中在相變點以上30℃加熱，爐內保溫時間為90min；

步驟2，將經步驟1加熱得到的棒坯在軋機設備上進行軋制，采用6道次軋制到φ25mm(目標規格)，每道次變形量為10％～15％，軋制道次間停滯10s。

實施例1采用6道次軋制后的φ25mm軋制單火次變形量為80％，實施例1所得tb9鈦合金絲棒材，組織細小均勻，參見圖2a和圖2b，所得tb9鈦合金棒材的邊部晶粒度6級，心部晶粒度5.5～6級，組織邊部、心部晶粒度評級差別為0.5級。

實施例2

步驟1，選取規格為φ55mm橫向組織不均勻的tb9鈦合金鍛坯，置于箱式電阻爐中在相變點以上60℃加熱，爐內保溫時間為70min；

步驟2，將經步驟1加熱得到的棒坯在軋機設備上進行軋制，采用6道次軋制到φ20mm，每道次變形量為10％～15％，軋制道次間停滯8s。

實施例2采用6道次軋制后的φ20mm軋制單火次變形量為85％，實施例2所得tb9鈦合金絲棒材，組織細小均勻，參見圖3a和圖3b，所得tb9鈦合金棒材的邊部晶粒度6級，心部晶粒度5.5～6級，組織邊部、心部晶粒度評級差別為0.5級。

實施例3

步驟1，選取規格為φ45mm橫向組織不均勻的tb9鈦合金鍛坯，置于箱式電阻爐中在相變點以上80℃加熱，爐內保溫時間為60min；

步驟2，將經步驟1加熱得到的棒坯在軋機設備上進行軋制，采用10道次軋制到φ14mm，每道次變形量為10％～15％，軋制道次間停滯6s。

實施例3采用10道次軋制后的φ14mm軋制單火次變形量為88％，實施例3所得tb9鈦合金絲棒材，組織細小均勻，參見圖4a和圖4b，所得tb9鈦合金棒材的邊部晶粒度8級，心部晶粒度8級，組織邊部、心部晶粒度評級差別為0級。

實施例4

步驟1，選取規格為φ45mm橫向組織不均勻的tb9鈦合金鍛坯，置于箱式電阻爐中在相變點以上100℃加熱，爐內保溫時間為50min；

步驟2，將經步驟1加熱得到的棒坯在軋機設備上進行軋制，采用14道次軋制到φ8mm，每道次變形量為10％～15％，軋制道次間停滯6s。

實施例4采用14道次軋制后的φ8mm軋制單火次變形量為95％，實施例4所得tb9鈦合金絲棒材，組織細小均勻，參見圖5a和圖5b，所得tb9鈦合金棒材的邊部晶粒度10級，心部晶粒度10級，組織邊部、心部晶粒度評級差別為0級。