TA10鈦合金板鋼廠軋制的可行性研究

TA10鈦合金是一種近α合金的，它具有良好的組織穩(wěn)定、抗氧化能力強(qiáng)、可焊性好、塑性高等特性，其抗耐蝕性能優(yōu)于工業(yè)純鈦，在高溫、高濃度氯化物中具有良好的抗縫隙腐蝕能力。TA10鈦合金與Ti-0.2Pd接近，并在純鈦可能出現(xiàn)縫隙腐蝕的環(huán)境中得到了應(yīng)用，由于其不含貴金屬鈀而使成本大為下降，可以部分取代成本較高的Ti-Pd合金，因此，從耐蝕性能和成本上綜合考慮，TA10鈦合金為當(dāng)前最具有競(jìng)爭(zhēng)力的耐蝕鈦合金，具有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

目前，對(duì)TA10鈦合金板市場(chǎng)需求量最大的是換熱器用鈦板產(chǎn)品，但在當(dāng)前國(guó)內(nèi)TA10鈦合金板的市場(chǎng)需求量還不足以支撐投資建設(shè)專用鈦卷生產(chǎn)線，而鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，存在大量利用率低甚至幾近閑置的熱連軋機(jī)組。因此，提出研究鋼帶和鈦帶熱軋工藝的相似性以及在線切換投入的可行性，探索利用現(xiàn)有的帶鋼熱連軋機(jī)生產(chǎn)TA10鈦合金卷。采用傳統(tǒng)工藝熔煉（VAR）出來(lái)的鑄錠需經(jīng)過(guò)扒皮、開(kāi)坯、鍛造、切頭等工序，不但使生產(chǎn)成本增加，還造成人力、物力的巨大浪費(fèi)，同時(shí)也使得成材率大大下降。而采用電子束冷床爐能一次澆鑄出熱連軋機(jī)坯料軋制規(guī)格，只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的銑面、修磨工序后即可進(jìn)入軋制工序，避免了常規(guī)方法生產(chǎn)出鑄錠后尚需進(jìn)行開(kāi)坯鍛造、切割、修磨以及扒皮等工序 。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展帶鋼熱連軋機(jī)組上TA10鈦合金帶的熱連軋工藝研究。

試驗(yàn)原料選用3200KW電子束冷床爐一次熔煉生產(chǎn)的３塊化學(xué)成分符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的熱連軋板坯，毛坯規(guī)格均為２１０ｍｍ×１０６０ｍｍ×８２００ｍｍ，經(jīng)龍門銑床銑面，銑面深度均為５ｍｍ，銑面完成后對(duì)板坯進(jìn)行修磨，修磨完成后經(jīng)過(guò)探傷，經(jīng)探傷確認(rèn)無(wú)表面缺陷后，用鋸床鋸切板坯頭部，切除后的板坯規(guī)格為２００ｍｍ×１０５０ｍｍ×８１００ｍｍ。在刷涂防氧化層且干燥后，采用１４５０ｍｍ熱連軋機(jī)，以軋制速度為 16.5 ｍ/ｓ ，板坯出口溫度為９００℃ ，進(jìn)行３種不同壓下量的軋制工藝。軋制完成待其自然冷卻后進(jìn)行取樣，對(duì)其進(jìn)行金相、力學(xué)性能檢驗(yàn)。采用腐蝕液為 ＨＦ 、ＨＮＯ３和 Ｈ２Ｏ的混合液，在蔡司金相顯微鏡下觀察試樣的微觀組織。軋制后進(jìn)行卷材表面尺寸檢查。 

軋制產(chǎn)品的性能與質(zhì)量檢驗(yàn)及分析
產(chǎn)品的表面質(zhì)量為厚5.0mm卷材經(jīng)不同軋制工藝后的試樣上表面的宏觀組織。產(chǎn)品的微觀組織為厚5.0mm卷材經(jīng)不同的軋制工藝后的試樣厚度方向的顯微組織。從微觀組織上看，工藝A經(jīng)12道次軋制成品，其微觀組織為流變組織。產(chǎn)品的力學(xué)性能不同熱連軋工藝下厚5.0mm卷材的力學(xué)性能比較。

試軋鈦板產(chǎn)品的外形及尺寸精度
通過(guò)理論厚度為5.0mm的卷板尺寸公差進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)量軋制后長(zhǎng)度方向上不同位置處的厚度。這說(shuō)明采用同合理的軋制模型進(jìn)行軋制，可以使軋制的卷板材達(dá)到較好的水平，并大大提高軋卷的批次質(zhì)量穩(wěn)定性，這對(duì)批量生產(chǎn)TA10鈦合金卷板非常有利。通過(guò)軋制生產(chǎn)試驗(yàn)證明了使用帶鋼熱連軋機(jī)軋制生產(chǎn) TA10鈦合金的可行性，這不僅可以在不投資新建專用鈦板生產(chǎn)線的情況下滿足目前市場(chǎng)對(duì)TA10鈦合金帶的需求，還有助于減少鋼鐵行業(yè)帶鋼熱連軋機(jī)組的過(guò)剩產(chǎn)能。