CN102489952A - 一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，该方法为：一、将原料铸锭开坯锻造成棒坯；二、将棒坯反复镦粗、拔长锻造得到棒材；三、对棒材进行退火处理或固溶处理，消除棒材残余应力；四、将棒材在深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，加工出与棒材同长度的筒体毛坯；五、对筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到壁厚不小于15mm的厚壁筒体；或者对筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理后进行时效处理，得到壁厚不小于15mm的厚壁筒体。本发明制造的厚壁筒体为整体制造，无需焊接，提高了筒体抗应力腐蚀性能，采用该筒体制造的部件，能承受0～5MPa的设计压力的疲劳性能要求，筒体安全性和可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法。
背景技术
一般薄壁筒体的加工方法是将板材在卷板机上进行卷制成一个圆筒，然后开坡口、坡口组焊，然后进行退火、探伤、机加工制成大规格薄壁筒体。厚壁筒体的是用板材模压成型两个半圆筒，然后，进口开坡口加工、坡口对焊，最后进行探伤、退火、机加工制成大规格厚壁筒体。所制造厚壁筒体存在两条纵向焊缝，薄壁筒体存在一条纵向焊缝，焊接过程中焊缝容易产生夹杂、空洞等冶金缺陷，筒体壁厚越厚，焊接道次就越多，塑性降低越大，冶金缺陷产生的几率越大。薄壁件焊接容易因焊接过热产生变形。焊接接头焊缝和热影响区为铸造组织，组织晶粒粗大。焊缝与母材相比较，抗应力腐蚀性能大大降低，不可避免带来安全隐患。
申请号为200710054017.5的专利介绍了一种锻造棒材、加工穿丝孔和电火花切割内圆制备无缝薄壁耐压筒体，该方法由于受穿丝孔的限制，仅适合于加工长度小于500mm筒体。
钢制厚壁筒体可采用芯轴拔长方法加工，即先锻造棒坯，然后进行穿孔，再用芯轴穿孔进行筒体的减薄、拔长。钢导热性好，热熔大，屈服强度低，高温强度对温度不敏感，表面温度降低缓慢，加工窗口较宽，筒体表面不易出现裂纹，适合芯轴拔长锻造直径小，厚径比大、长度长的筒体。
国外也有用挤压机挤压β型钛合金厚壁Φ460mm×114mm×2380mm筒体，但挤压机的吨位非常巨大，加工费用昂贵。对于特殊部位实用的高性能筒体可采用该方法，但对于普通环境下使用的筒体，成本偏高。
对于无缝筒体来说，还可以采用铸造管坯，然后在旋压机上进行旋压加工。钛合金由于导热系数差，热熔小，仅采用乙炔加热管坯，温升较困难，温度均匀性难以保证，目前采用电阻炉加热管坯，然后再用乙炔加热保证旋压部位管坯不发生较大的温降。管坯薄的话，管坯吸收的乙炔加热能量足以维持温度的均匀性，管坯厚的话，乙炔加热难以保证管坯温度维持和均匀性，钛合金表面温降，旋压容易产生裂纹、起皮等缺陷。因此，铸造管坯+旋压联合技术，仅适用于薄壁的钛合金筒体的加工。
厚壁钛合金筒体还可直接采用铸造方法加工，铸造钛铸件存在大量气孔，尽管铸造后对筒体进行铸件不寒、热等静压，但仍在厚壁筒体内部存在部分残留的气孔，铸件性能比锻件、板材性能的强度和塑性低，影响筒体的性能和使用寿命。
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，提供一种整体制造，无需焊接的钛合金厚壁耐压筒体的制造方法。该方法避免了焊接接头焊缝和热影响区的粗大铸造组织，提高了筒体抗应力腐蚀性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用近α型钛合金铸锭、α+β型钛合金铸锭或近β型钛合金铸锭为原料，用快锻机在始锻温度为1050℃～1180℃的条件下将原料铸锭在β相区开坯锻造2～3火次，每火次锻比不小于1.3，得到近α型钛合金棒坯、α+β型钛合金棒坯或近β型钛合金棒坯；
步骤二、将步骤一中所述近α型钛合金棒坯或α+β型钛合金棒坯在锻造温度为棒坯β相变点以下10℃～70℃的条件下反复镦粗、拔长锻造2～7火次，每火次锻比不小于1.3，两相区的总锻比不小于10，得到近α型钛合金棒材或α+β型钛合金棒材；将步骤一中所述近β型钛合金棒坯在锻造温度为棒坯β相变点以上50℃～150℃的条件下反复镦粗、拔长锻造2～7火次，每火次锻比不小于1.3，两相区的总锻比不小于10，得到近β型钛合金棒材；
步骤三、对步骤二中所述近α型钛合金棒材或α+β型钛合金棒材进行退火处理，消除棒材残余应力，对步骤二中所述近β型钛合金棒材进行固溶处理，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近α型钛合金棒材、α+β型钛合金棒材或近β型钛合金棒材在深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，加工出与棒材同长度的近α型钛合金筒体毛坯、α+β型钛合金筒体毛坯或近β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近α型钛合金筒体毛坯或α+β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到壁厚不小于15mm的近α型钛合金厚壁筒体或壁厚不小于15mm的α+β型钛合金厚壁筒体；或者对步骤四中所述近β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，然后对处理后的β型钛合金筒体毛坯进行时效处理，得到壁厚不小于15mm的近β型钛合金厚壁筒体。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤一中所述开坯锻造过程中，逐火次降低锻造温度20℃～130℃。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤一中所述开坯锻造过程中，每火次的终锻温度均不低于950℃。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤二中所述锻造过程中，逐火次降低锻造温度0℃～60℃。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤二中所述锻造过程中，每火次的终锻温度均不低于800℃。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤三中所述退火处理的制度为：退火温度650℃～850℃，保温时间0.5h～4h。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤三中所述固溶处理的制度为：固溶温度β相变点以上10℃～50℃，保温时间0.5h～2h。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤四中所述深孔钻镗床的机床转速为20r/min～120r/min，进给量为0.02mm/r～0.12mm/r。
上述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，步骤五中所述时效处理的制度为：时效温度500℃～570℃，保温时间8h～24h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过锻造棒材和深孔钻镗加工技术，解决了厚壁板材模压成型两个半圆筒、半圆筒焊接制备方法焊缝宽度过大，焊缝处组织晶粒粗大，容易产生夹杂、空洞等冶金缺陷，降低筒体在压力环境下使用的安全可靠性隐患。
2、本发明的厚壁筒体为整体制造，无需焊接，避免了焊接接头焊缝和热影响区的粗大铸造组织，提高了筒体抗应力腐蚀性能。
3、采用本发明的厚壁耐压筒体制造的部件，能承受0～5MPa的设计压力的疲劳性能要求，筒体安全性和可靠性高。
4、本发明深孔钻加工过程中掏制出的完整棒材，可以用作其它需要此规格锻件或者将锻件进行改锻成其它形状的坯料，可进行材料综合利用，提高材料的利用率。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
壁厚为21mm的TA24近α型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TA24近α型钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造3火次，得到近α型钛合金棒坯，其中：第一火次始锻温度为1120℃，第二火次始锻温度为1100℃，第三火次始锻温度为1050℃，每火次的终锻温度均不低于950℃，各火次锻比依次为1.5、1.4和1.3；
步骤二、将步骤一中所述近α型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造2火次，第一火次锻造温度为棒坯β相变点以下10℃，第二火次锻造温度为棒坯β相变点以下70℃，第一火次锻比为4.5，第二火次锻比为5.6，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ440mm×2000mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述近α型钛合金棒材在温度为820℃的条件下退火处理0.5h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近α型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为45r/min，进给量为0.08mm/r，掏制出Φ310mm×2000mm棒材，加工出与棒材同长度的近α型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近α型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ426mm×21mm×2000mm的TA24近α型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TA24近α型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为795MPa，屈服强度Rp0.2为685MPa，延伸率A为17％，断面收缩率Z为49.5％。
实施例2
壁厚为15mm的TA10近α型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TA10近α型钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造2火次，第一火次始锻温度为1100℃，第二火次始锻温度为1050℃，每火次的终锻温度均不低于950℃，各火次锻比依次为1.7和1.6；
步骤二、将步骤一中所述α型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造4火次，第一火次锻造温度为棒坯β相变点以下10℃，第二火次锻造温度为棒坯β相变点以下30℃，第三火次锻造温度为棒坯β相变点以下50℃，第四火次锻造温度为棒坯β相变点以下70℃，各火次锻比依次为2.6、2.6、2.8和2.6，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ400mm×1800mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述近α型钛合金棒材在温度为650℃的条件下退火处理2h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近α型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为120r/min，进给量为0.12mm/r，掏制出Φ290mm×1800mm棒材，加工出与棒材同长度的近α型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近α型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ385mm×15mm×1800mm的TA10近α型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TA10近α型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为485MPa，屈服强度Rp0.2为345MPa，延伸率A为18％，断面收缩率Z为25％。
实施例3
壁厚为50mm的TA24近α型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TA24近α型钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造2火次，第一火次始锻温度为1120℃，第二火次始锻温度为1050℃，每火次的终锻温度均不低于950℃，各火次锻比为依次为1.8和1.9；
步骤二、将步骤一中所述近α型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造4火次，第一火次锻造温度为棒坯β相变点以下10℃，第二火次锻造温度为棒坯β相变点以下30℃，第三火次锻造温度为棒坯β相变点以下50℃，第四火次锻造温度为棒坯β相变点以下70℃，各火次锻比依次为2.5、2.8、2.3和2.6，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ500mm×2500mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述近α型钛合金棒材在温度为850℃的条件下退火处理4h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近α型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为20r/min，进给量为0.02mm/r，掏制出Φ300mm×2500mm棒材，加工出与棒材同长度的近α型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近α型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ480mm×50mm×2500mm的TA24近α型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TA24近α型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为785MPa，屈服强度Rp0.2为665MPa，延伸率A为16％，断面收缩率Z为47.0％。
实施例4
壁厚为15mm的TC4α+β型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TC4α+β型钛合金铸锭为原料，用1600T快锻机在始锻温度为1150℃的条件下将原料铸锭在β相区开坯锻造2火次，第一火次始锻温度为1100℃，第二火次始锻温度为1050℃，每火次的终锻温度均不低于950℃，各火次锻比依次为2.1和1.5，得到α+β型钛合金棒坯；
步骤二、将步骤一中所述α+β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造7火次，第一和第二火次锻造温度均为棒坯β相变点以下10℃，第三和第四火次锻造温度均为棒坯β相变点以下40℃，第五、第六和第七火次锻造温度均为棒坯β相变点以下60℃，各火次锻比依次为2.1、1.5、2.2、1.6、2.1、1.5和1.3，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ400mm×2000mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述α+β型钛合金棒材在温度为660℃的条件下退火处理2h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的α+β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为60r/min，进给量为0.07mm/r，掏制出Φ290mm×2000mm棒材，加工出与棒材同长度的α+β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述α+β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ380mm×15mm×2000mm的TC4α+β型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TC4α+β型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为915MPa，屈服强度Rp0.2为845MPa，延伸率A为16％，断面收缩率Z为48％。
实施例5
壁厚为30mm的TC4α+β型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TC4α+β型钛合金铸锭为原料，用1600T快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造3火次，每火次的终锻温度均不低于950℃，得到α+β型钛合金棒坯；其中：第一火次始锻温度为1180℃，第二火次始锻温度为1100℃，第三火次始锻温度为1050℃，各火次锻比依次为1.8、1.5和1.3；
步骤二、将步骤一中所述α+β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造2火次，第一火次锻造温度为棒坯β相变点以下10℃，第二火次锻造温度为棒坯β相变点以下70℃，第一火次锻比为4.5，第二火次锻比为5.6，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ500mm×2500mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述α+β型钛合金棒材在温度为850℃的条件下退火处理0.5h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的α+β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为120r/min，进给量为0.02mm/r，掏制出Φ330mm×2500mm棒材，加工出与棒材同长度的α+β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述α+β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ485mm×30mm×2500mm的TC4α+β型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TC4α+β型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为935MPa，屈服强度Rp0.2为860MPa，延伸率A为19％，断面收缩率Z为55％。
实施例6
壁厚为21mm的TC4α+β型钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用TC4α+β型钛合金铸锭为原料，用1600T快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造2火次，每火次的终锻温度均不低于950℃，得到α+β型钛合金棒坯；其中：第一火次始锻温度为1120℃，第二火次始锻温度为1050℃，各火次锻比依次为1.8和1.9；
步骤二、将步骤一中所述α+β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造4火次，第一火次锻造温度为棒坯β相变点以下10℃，第二火次锻造温度为棒坯β相变点以下30℃，第三火次锻造温度为棒坯β相变点以下50℃，第四火次锻造温度为棒坯β相变点以下70℃，第一火次锻比为2.8，第二火次锻比为2.6，第二火次锻比为2.6，第四火次锻比为2.5，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ400mm×2000mm棒材；
步骤三、将步骤二中所述α+β型钛合金棒材在温度为750℃的条件下退火处理4h，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的α+β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为20r/min，进给量为0.12mm/r，掏制出Φ275mm×2000mm棒材，加工出与棒材同长度的α+β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述α+β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到尺寸为Φ386mm×21mm×2000mm的TC4α+β型钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的TC4α+β型钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为925MPa，屈服强度Rp0.2为855MPa，延伸率A为18％，断面收缩率Z为53％。
实施例7
壁厚为90mm的近β型β-C钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用近β型β-C钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造2火次，每火次的终锻温度均不低于950℃，得到近β型钛合金棒坯，其中：各火次的始锻温度依次为1180℃和1050℃，各火次的锻比依次为1.8和1.5；
步骤二、将步骤一中所述近β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造7火次，第一和第二火次的锻造温度均为棒坯β相变点以上150℃，第三和第四火次的锻造温度均为棒坯β相变点以上100℃，第五、第六和第七火次的锻造温度均为棒坯β相变点以上50℃，各火次锻比依次为2.8、1.3、2.4、1.7、2.4、1.8和2.3，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ450mm×1900mm近β型钛合金棒材；
步骤三、对步骤二中所述近β型钛合金棒材进行固溶处理，消除棒材残余应力；所述固溶处理的制度为：固溶温度β相变点以上10℃，保温时间2h；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为20r/min，进给量为0.12mm/r，掏制出Φ160mm×1900mm棒材，加工出与棒材同长度的近β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，然后对处理后的β型钛合金筒体毛坯进行时效处理，时效处理温度为530℃，保温时间12h，得到尺寸为Φ410mm×90mm×1900mm的近β型β-C钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的近β型β-C钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为1250MPa，屈服强度Rp0.2为1120MPa，延伸率A为7％，断面收缩率Z为25％。
实施例8
壁厚为60mm的近β型β-C钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用近β型β-C钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造3火次，每火次的终锻温度均不低于950℃，得到近β型钛合金棒坯，其中：各火次的始锻温度依次为1150℃、1100℃和1050℃，各火次锻比依次为1.5、1.4和1.3；
步骤二、将步骤一中所述近β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造2火次，第一火次的锻造温度为棒坯β相变点以上150℃，第二火次的锻造温度为棒坯β相变点以上130℃，各火次锻比依次为4.3和5.8，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ410mm×2000mm近β型钛合金棒材；
步骤三、对步骤二中所述近β型钛合金棒材进行固溶处理，消除棒材残余应力；所述固溶处理的制度为：固溶温度β相变点以上50℃，保温时间0.5h；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为120r/min，进给量为0.02mm/r，掏制出Φ210mm×2000mm棒材，加工出与棒材同长度的近β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，然后对处理后的β型钛合金筒体毛坯进行时效处理，时效处理温度为500℃，保温时间24h，得到尺寸为Φ360mm×60mm×2000mm的近β型β-C钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的近β型β-C钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为1300MPa，屈服强度Rp0.2为1200MPa，延伸率A为6％，断面收缩率Z为23％。
实施例9
壁厚为80mm的近β型β-C钛合金厚壁耐压筒体的制造：
步骤一、采用近β型β-C钛合金铸锭为原料，用快锻机将原料铸锭在β相区开坯锻造3火次，每火次的终锻温度均不低于950℃，得到近β型钛合金棒坯，其中：各火次的始锻温度依次为1180℃、1120℃和1070℃，各火次锻比依次为1.8、1.6和1.5；
步骤二、将步骤一中所述近β型钛合金棒坯反复镦粗、拔长锻造4火次，第一火次的锻造温度为棒坯β相变点以上150℃，第二火次的锻造温度为棒坯β相变点以上130℃，第三火次的锻造温度为棒坯β相变点以上100℃，第四火次的锻造温度为棒坯β相变点以上60℃，各火次锻比依次为3.2、2.9、2.8和2.6，每火次的终锻温度均不低于800℃，锻造最后火次进行整形、归圆，获得较好直线度和圆度的Φ500mm×2500mm近β型钛合金棒材；
步骤三、对步骤二中所述近β型钛合金棒材进行固溶处理，消除棒材残余应力；所述固溶处理的制度为：固溶温度β相变点以上30℃，保温时间1h；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近β型钛合金棒材进行外表面粗车加工和端面车平，车除氧化皮和表面缺陷，达到表面探伤的粗糙度，进行无损探伤检查，随后将棒材放在T2150深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，机床转速为80r/min，进给量为0.09mm/r，掏制出Φ230mm×2500mm棒材，加工出与棒材同长度的近β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，然后对处理后的β型钛合金筒体毛坯进行时效处理，时效处理温度为570℃，保温时间8h，得到尺寸为Φ450mm×80mm×2500mm的近β型β-C钛合金厚壁筒体。
本实施例制备的近β型β-C钛合金厚壁筒体的抗拉强度Rm为1201MPa，屈服强度Rp0.2为1130MPa，延伸率A为8％，断面收缩率Z为28％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用近α型钛合金铸锭、α+β型钛合金铸锭或近β型钛合金铸锭为原料，用快锻机在始锻温度为1050℃～1180℃的条件下将原料铸锭在β相区开坯锻造2～3火次，每火次锻比不小于1.3，得到近α型钛合金棒坯、α+β型钛合金棒坯或近β型钛合金棒坯；
步骤二、将步骤一中所述近α型钛合金棒坯或α+β型钛合金棒坯在锻造温度为棒坯β相变点以下10℃～70℃的条件下反复镦粗、拔长锻造2～7火次，每火次锻比不小于1.3，两相区的总锻比不小于10，得到近α型钛合金棒材或α+β型钛合金棒材；将步骤一中所述近β型钛合金棒坯在锻造温度为棒坯β相变点以上50℃～150℃的条件下反复镦粗、拔长锻造2～7火次，每火次锻比不小于1.3，两相区的总锻比不小于10，得到近β型钛合金棒材；
步骤三、对步骤二中所述近α型钛合金棒材或α+β型钛合金棒材进行退火处理，消除棒材残余应力，对步骤二中所述近β型钛合金棒材进行固溶处理，消除棒材残余应力；
步骤四、将步骤三中消除残余应力的近α型钛合金棒材、α+β型钛合金棒材或近β型钛合金棒材在深孔钻镗床设备上进行内排屑深孔钻镗，加工出与棒材同长度的近α型钛合金筒体毛坯、α+β型钛合金筒体毛坯或近β型钛合金筒体毛坯；
步骤五、对步骤四中所述近α型钛合金筒体毛坯或α+β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，得到壁厚不小于15mm的近α型钛合金厚壁筒体或壁厚不小于15mm的α+β型钛合金厚壁筒体；或者对步骤四中所述近β型钛合金筒体毛坯进行内表面精镗和外表面精车处理，然后对处理后的β型钛合金筒体毛坯进行时效处理，得到壁厚不小于15mm的近β型钛合金厚壁筒体。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤一中所述开坯锻造过程中，逐火次降低锻造温度20℃～130℃。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤一中所述开坯锻造过程中，每火次的终锻温度均不低于950℃。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤二中所述锻造过程中，逐火次降低锻造温度0℃～60℃。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤二中所述锻造过程中，每火次的终锻温度均不低于800℃。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤三中所述退火处理的制度为：退火温度650℃～850℃，保温时间0.5h～4h。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤三中所述固溶处理的制度为：固溶温度β相变点以上10℃～50℃，保温时间0.5h～2h。
8.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤四中所述深孔钻镗床的机床转速为20r/min～120r/min，进给量为0.02mm/r～0.12mm/r。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金厚壁耐压筒体的制造方法，其特征在于，步骤五中所述时效处理的制度为：时效温度500℃～570℃，保温时间8h～24h。
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