CN103909111A

CN103909111A - 一种钛合金无缝管及其生产方法

Info

Publication number: CN103909111A
Application number: CN201410119389.1A
Authority: CN
Inventors: 江健; 边华川; 郭元蓉; 黄英; 邹友富; 李银; 杨旭; 李波; 曾理; 程力; 冯庆; 张凯之; 刘波
Original assignee: Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-07-09

Abstract

本发明提供了一种钛合金无缝管及其生产方法。所述方法包括：冶炼形成成分为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti的钛合金液，制成圆管坯；加热圆管坯至1100～1200℃；斜轧穿孔得到毛管；对毛管进行连轧形成荒管；用再加热炉加热荒管至860～900℃，进行张力减径，变形量为30～65%，空冷，得到具有等轴晶组织的钛合金无缝管。本发明能够在取消常规的热处理工序的情况下，获得屈服强度大于880MPa、抗张强度大于940MPa、延伸率大于15%的钛合金无缝管；且生产周期短，成本低，生产效率高。

Description

一种钛合金无缝管及其生产方法

技术领域

本发明涉及钛合金无缝管技术领域，具体来讲，涉及一种钛合金无缝管及其生产方法。

背景技术

通常，钛合金无缝管可采用圆管坯热穿孔后多道次冷轧或热轧成形，再进行热处理后以达到要求的性能。对于冷轧而言，因冷轧每道次变形量有限，要制成成品常需多道次的冷轧。每道次冷轧的生产工序通常为：检查→切头、切断→退火热处理→打捆→酸洗→清洗→冲洗→中和→烘干→检查→修磨→润滑→冷轧。可见，现有的工艺存在加工工序复杂，存在成本高、产量低等不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种具有良好力学性能的钛合金无缝管，以及一种具有简化的工序且成本较低的钛合金无缝管生产方法。

本发明的一方面提供了一种钛合金无缝管的生产方法。所述生产方法包括以下步骤：冶炼形成成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti的钛合金，将钛合金制成圆管坯；加热圆管坯，以使圆管坯温度为1100～1200℃；

对圆管坯进行斜轧穿孔以得到毛管，对毛管进行连轧以形成荒管，荒管空冷至室温，使连轧荒管的魏氏组织充分转变。用再加热炉加热荒管至860～900℃，进行张力减径，即只减外径、不减壁厚，张力减径变形量为15～44%，空冷，得到具有网篮组织的钛合金无缝管。

本发明的另一方面提供了一种钛合金无缝管。所述钛合金无缝管由如上所述的生产方法制得，其成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：连轧后钛合金管空冷到室温，通过张减变形量和变形温度的组合，能够在取消常规的热处理工序的情况下，获得具有良好力学性能（例如，屈服强度大于880MPa、抗张强度大于940MPa、延伸率大于15%）的钛合金无缝管；而且简化了工序和生产周期，降低了成本，提高了生产效率。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的钛合金无缝管的金相组织结构图。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的钛合金无缝管及其生产方法。

根据本发明一方面的钛合金无缝管生产方法包括以下步骤：冶炼形成成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%，以及余量Ti的钛合金，将钛合金制成圆管坯；加热圆管坯，以使圆管坯温度为1100～1200℃；对圆管坯进行斜轧穿孔以得到毛管；对毛管进行连轧以形成荒管；荒管空冷至室温，用再加热炉加热荒管至860～900℃，进行张力减径，张力减径变形量为15～44%，空冷，得到具有网篮组织的钛合金无缝管。

在本发明的一个示例性实施例中，加热圆管坯的步骤可使圆管坯温度优选为1130～1180℃。此外，用再加热炉加热荒管的步骤，优选将荒管加热至875～890℃。此外，张力减径的变形量优选为22%～40%。

根据本发明另一方面的钛合金无缝管由如上所述的生产方法制得，其成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti。

下面结合具体示例1至3来详细说明本发明的示例性实施例及其效果。

示例1至3所采用的生产工艺流程可以简述为：锻造圆管坯→环形炉加热→斜轧穿孔→三辊连续轧管机轧管→空冷至室温→再加热炉加热→张力减径→空冷至室温；另外，后续还可进行矫直→探伤、水压、检查、包装等工序。其中，穿孔顶头采用20CrNi3WCoMo合金钢。

示例1

本示例生产规格为Φ110×14mm的钛合金无缝管。

熔炼形成成分如表1中示例1所示的钛合金（其中，Ti为余量）锻造制成Φ200圆管坯。用环形加热炉加热圆管坯，设置环形加热炉的炉温为1105℃，保温时间为60min，以使圆管坯温度为1105±5℃。随后，对圆管坯进行斜轧穿孔，以得到毛管，对毛管进行连轧以形成180×14荒管，荒管空冷至室温。荒管进入再加热炉，加热荒管至880±5℃，保温时间为20min。出再加热炉后，荒管经两辊张力减径机进行张力减径，张力减径变形量为39%，得到Φ110×14mm的钛合金无缝管。随后，在冷床上将其空冷至室温。本示例所得的钛合金无缝管的金相组织结构图如图1所示，其具有网篮组织。图1的放大倍数为500倍。

经检测，本示例制得的钛合金无缝管的力学性能参数如表2所示。

示例2

本示例生产规格为Φ89×7mm的钛合金无缝管。

熔炼形成成分如表1中示例2所示的钛合金（其中，Ti为余量），铸锭，锻造制成Φ160圆管坯。用环形加热炉加热圆管坯，设置环形加热炉的炉温为1110℃，保温时间为50min，以使圆管坯温度为1105±5℃。随后，对圆管坯进行斜轧穿孔，以得到毛管，对毛管进行连轧以形成140×7荒管，荒管空冷至室温。荒管进入再加热炉，加热荒管至880±5℃，保温时间为10min。出再加热炉后，荒管经两辊张力减径机进行张力减径，张力减径变形量为36%，得到Φ89×7mm的钛合金无缝管。随后，在冷床上将其空冷至室温。本示例所得的钛合金无缝管的金相组织结构显示其具有网篮组织。经检测，本示例制得的钛合金无缝管的力学性能参数如表2所示。

示例3

本示例生产规格为Φ73×6mm的钛合金无缝管。

熔炼形成成分如表1中示例3所示的钛合金（其中，Ti为余量），铸锭，锻造制成Φ160圆管坯。用环形加热炉加热圆管坯，设置环形加热炉的炉温为1180℃，保温时间为40min，以使圆管坯温度为1175±5℃。随后，对圆管坯进行斜轧穿孔，以得到毛管，对毛管进行连轧以形成120×6荒管，荒管空冷至室温。荒管进入再加热炉，加热荒管至870±5℃，保温时间为8min。出再加热炉后，荒管经两辊张力减径机进行张力减径，张力减径变形量为39%，得到Φ73×6mm的钛合金无缝管。随后，在冷床上将其空冷至室温。本示例所得的钛合金无缝管的金相组织结构显示其具有网篮组织。经检测，本示例制得的钛合金无缝管的力学性能参数如表2所示。

示例4

本示例生产规格为Φ93×8mm的钛合金无缝管。

熔炼形成成分如表1中示例4所示的钛合金（其中，Ti为余量），铸锭，锻造制成Φ160圆管坯。用环形加热炉加热圆管坯，设置环形加热炉的炉温为1105℃，保温时间为50min，以使圆管坯温度为1105±5℃。随后，对圆管坯进行斜轧穿孔，以得到毛管，对毛管进行连轧以形成140×8荒管，荒管空冷至室温。荒管进入再加热炉，加热荒管至890±5℃，保温时间为12min。出再加热炉后，荒管经两辊张力减径机进行张力减径，张力减径变形量为33%，得到Φ93×8mm的钛合金无缝管。随后，在冷床上将其空冷至室温。本示例所得的钛合金无缝管的金相组织结构显示其具有网篮组织。经检测，本示例制得的钛合金无缝管的力学性能参数如表2所示。

表1 示例1至5中钛合金液的化学成分（重量%）

示例5

本示例生产规格为Φ107×13mm的钛合金无缝管。

熔炼形成成分如表1中示例5所示的钛合金（其中，Ti为余量），铸锭，锻造制成Φ200圆管坯。用环形加热炉加热圆管坯，设置环形加热炉的炉温为1150℃，保温时间为60min，以使圆管坯温度为1145±5℃。随后，对圆管坯进行斜轧穿孔，以得到毛管，对毛管进行连轧以形成180×13荒管，荒管空冷至室温。荒管进入再加热炉，加热荒管至870±5℃，保温时间为18min。出再加热炉后，荒管经两辊张力减径机进行张力减径，张力减径变形量为40%，得到Φ107×13mm的钛合金无缝管。随后，在冷床上将其空冷至室温。本示例所得的钛合金无缝管的金相组织结构显示其具有网篮组织。经检测，本示例制得的钛合金无缝管的力学性能参数如表2所示。

表2 示例1至5制得的钛合金无缝管的力学性能

从表2可以看出，本发明的方法得到的钛合金无缝管具有良好的力学性能，其屈服强度可达880MPa以上（例如，890MPa～930MPa）、抗张强度可达940MPa以上（例如，960MPa～1000MPa）、延伸率可达15以上（例如，18%～21%）。

综上所述，本发明能够在取消常规的热处理工序的情况下，获得具有良好力学性能（例如，屈服强度大于880MPa、抗张强度大于940MPa、延伸率大于15%）的钛合金无缝管；而且简化了工序，降低了成本，提高了生产效率。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种钛合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：

冶炼形成成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti的钛合金，将钛合金制成圆管坯；

加热圆管坯，以使圆管坯温度为1100～1200℃；

对圆管坯进行斜轧穿孔以得到毛管，对毛管进行连轧以形成荒管；

荒管空冷至室温，用再加热炉加热荒管至860～900℃，进行张力减径，张力减径变形量为15～44%，空冷，得到钛合金无缝管。

2.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述加热圆管坯的步骤使圆管坯温度为1130～1180℃。

3.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述用再加热炉加热荒管的步骤，将荒管加热至875～890℃。

4.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述张力减径变形量为22%～40%。

5.一种钛合金无缝管，其特征在于，所述钛合金无缝管由根据权利要求1至4中任意一项所述的生产方法制得。

6.根据权利要求5所述的钛合金无缝管，其特征在于，所述钛合金无缝管的成分按重量百分比计为Al：5.6～6.7%、V：3.6～4.4%、Fe≤0.28%、C≤0.07%、O≤0.18%、N≤0.01%、H≤0.01%以及余量Ti，所述钛合金无缝管的力学性能为：屈服强度大于880MPa，抗张强度大于940MPa，延伸率大于15%。