钛合金轧制技术与工艺

钛合金轧制技术是一种重要的金属加工工艺，它涉及将钛合金材料通过轧制的方式形成所需的形状和尺寸。

工艺要点

钛的轧制工艺是钛合金生产中的关键步骤，它直接影响材料的微观结构和宏观性能。以下是钛合金轧制工艺的一些要点：

1. 轧制温度控制：

• 钛合金的轧制温度窗口较窄，导热性能差，因此板坯温度控制非常关键。开轧温度过高或轧制变形过大可能导致轧件中心区域温度急剧升高，引起塑性变差和轧制不均。

2. 多道次轧制：

• 钛合金板材的轧制通常需要经过多道次的热轧，适用于控制材料的微观结构和性能，每道次之间可能需要进行退火处理以恢复材料的塑性。
• 通过多个轧制道次逐步减小材料的厚度，

3. 压下率分配：

• 在轧制过程中，压下率的分配对材料的各向异性有显著影响。例如，横纵轧道次压下率分配为1:1时，材料各向异性基本消除。

4. 轧制速度：

• 轧制速度会影响板坯的温度分布，进而影响轧制质量和生产效率。在开轧阶段，为防止咬入造成事故，一般采用低速；随着轧件减薄，轧制速度可以提高，但通常不超过一定值。

5. 轧制设备：

• 使用先进的轧制设备，如快速横移可逆机组、连轧机组、精密轧机和模块轧机，可以提高轧制效率和产品质量。

6. 自动化控制系统

• 开发全流程全自动控制系统，实现控温控轧自动化生产，提高生产过程的自动化和智能化水平。

7. 轧制新工艺

• 使用三辊Y型轧机代替传统的二辊轧机，可以实现单线无扭转微张力轧制，提高轧制速度。

8. 轧制窗口确定：

• 通过实验和仿真分析确定热轧钛合金的轧制温度窗口，为制定热轧工艺规程提供依据。

9. 坯料准备：

• 纯钛及低合金化合金牌号可用模锻、轧坯或扁锭形式供坯，高合金化合金牌号需进行自由锻。

10. 轧制规程制定：

• 轧制规程的制定包括坯料设计、压下制度、速度制度、温度制度等方面，需要综合考虑材料特性、设备能力和生产效率。

技术特点

1. 热轧（Hot Rolling）：

• 热轧是在金属材料的再结晶温度以上进行的轧制过程，可以显著降低材料的变形抗力，提高轧制效率。
• 适用于大尺寸钛合金板材和棒材的生产。

2. 冷轧（Cold Rolling）：

• 冷轧是在室温下进行的轧制过程，可以提高材料的表面质量和尺寸精度，但对材料的塑性要求较高。
• 通常用于生产高精度的薄板和带材。

3. 可逆轧制（Reversible Rolling）：

• 可逆轧制是指轧件在轧制过程中多次通过轧辊，每次通过后改变轧件的方向，以改善材料的各向异性。

4. 近恒温轧制（Near-isothermal Rolling）：

• 一种创新的轧制理念，通过控制变形量、变形速度和轧制周期，实现钛合金的近恒温轧制，提高轧制效率和材料性能。

5. 超常规道次、柔性化轧制：

• 允许使用不同的轧制孔型和轧制制度，以适应不同材料特性和生产需求。

6. “一火成材”高效轧制新模式：

• 通过创新的轧制理念和工艺，实现了航空级钛合金的高效生产，增大了小规格线材盘卷重量。

7. 大规格BDM850快速横移可逆轧机：

• 一种针对大断面钛合金轧制的装备，能够实现最短道次间歇和高效率轧制。

8. 步进轧机、螺旋轧机、Y型轧机、行星轧机：

• 轧制设备各有特点，适用于不同规格棒材的生产。

钛合金轧制技术的发展不断推动着材料加工工艺的进步，通过改进轧制工艺和轧制设备，可以提高钛合金材料的综合性能，满足高端市场的需求。