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低成本TC4鈦合金板材的研制
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-12-10
采用EBCHM代替傳統的VAR，通過大量添加返回料，單次熔煉生產TC4鈦合金扁錠。扁錠表面處理、包覆后直接開坯軋制，制備8mm厚TC4鈦合金板材。同時，將VAR和EBCHM鑄錠制備板材的制造成本進行了對比。
? ?電子束冷床熔煉（EBCHM）技術的日趨成熟為鈦合金的低成本化制備提供了重要的技術途徑。EBCHM有如下優點：1）較好地消除高、低密度夾雜，可獲得組織均勻的鑄錠；2）可100%利用返回料，而生產Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料；3）可一次熔煉成錠；4）可生產扁錠，減少后續加工量。研究人員采用EBCHM代替傳統的VAR，通過大量添加返回料，單次熔煉生產TC4鈦合金扁錠。扁錠表面處理、包覆后直接開坯軋制，制備8mm厚TC4鈦合金板材。同時，將VAR和EBCHM鑄錠制備板材的制造成本進行了對比。
利用某公司德國進口2400kW電子束冷床熔煉爐熔煉扁錠。原材料主要由海綿鈦、Al-V中間合金、Al豆以及TC4返回料組成，其中返回料約占原材料總量的80%。返回料由返回料回收處理生產線進行專業化處理。采用水平進料方式，控制熔煉工藝參數一次熔煉成功TC4鈦合金扁錠。
板坯經表面處理、包覆后在1200mm可逆式熱軋機上進行開坯軋制。開坯后分單向和交叉軋制兩種工藝進行多火次軋制。累積相變點以上的變形量不低于50%，相變點以下變形量不低于70%，獲得8mm厚度規格的板材。
板材經表面酸洗、真空退火處理后，加工成板材拉伸試樣。室溫拉伸試驗在NSTTON5885電子萬能材料實驗機上進行，金相組織觀察在蔡司金相顯微鏡（Axiovert?200mat）上進行。試驗結果表明：
（1）采用電子束冷床熔煉爐（EBCHM）單次熔煉，成功制備出成分均勻的TC4鈦合金扁錠。板坯包覆后經多火次熱軋，試制出8mm厚板材，板材的各項技術指標均達到GB/T?3621-2007和使用要求。
（2）單向軋制板材的室溫拉伸強度較交叉軋制的高，而伸長率略低，固溶+時效熱處理顯著提高板材的室溫拉伸強度。其中經950℃，1h，水淬+540℃，4h，爐冷處理后板材的屈服強度和抗拉強度最大，且沒有明顯的塑性下降。
（3）返回料均為正常添加量時，與真空自耗電弧熔煉（VAR）相比，EBCHM可節省原料成本約37%。而當返回料添加量相同時，用EBCHM扁錠制備板材比用VAR降低加工成本約43%。
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