纯钛卷精轧头部翘曲属于典型的热力耦合问题,考虑到轧件的横向变形量较小,可视为平面应变问题,利用有限元软件MSC.Marc建立非对称有限元模型。试验结果如下:
(1)针对热连轧纯钛卷的精轧翘头问题,建立热力耦合非对称轧制模型,过程模拟表明纯钛轧制时变形区内的金属流动略呈“w”型,与普通碳钢轧制的变形区“C”金属流动不同。
(2)通过计算
TA2钛卷定制
纯钛卷精轧头部翘曲属于典型的热力耦合问题,考虑到轧件的横向变形量较小,可视为平面应变问题,利用有限元软件MSC.Marc建立非对称有限元模型。试验结果如下:
(1)针对热连轧纯钛卷的精轧翘头问题,建立热力耦合非对称轧制模型,过程模拟表明纯钛轧制时变形区内的金属流动略呈“w”型,与普通碳钢轧制的变形区“C”金属流动不同。
(2)通过计算分析,得到轧件表面温差、摩擦系数的不同对精轧翘头的影响为明显,氧化层厚度和辊径差对精轧翘头的影响不显著。
(3)控制精轧翘头的具体措施为在精轧入口处增加水冷装置。更重要的是它的优异的耐腐蚀性能、生物相容性,以及它并没有磁性。通过控制水流量适当调整轧件下表面温度与上表面的温差,轧件下表面温度的下降增加了下表面摩擦系数,使带有辊压差的上下工作辊摩擦力之和更趋近于平衡,从而有效抑制纯钛卷精轧较为严重的翘头现象,使轧件出口头部呈微扣状态。
(4)在对钛卷精轧翘头采取了有效治理措施后,工序成材率指标从91.85%大幅度提升到96.8%,经济效益显著。
钛及钛合金材料作为金属材料中的,具有一系列其他金属材料不可比的优异性能,因而近几年来发展很快,并被迅速广泛地应用于航天等高科技领域。美国、俄罗斯、日本、等都极为重视钛合金的研发工作,不断开发新型钛合金材料,扩大钛及钛合金的应用。(4)在对钛卷精轧翘头采取了有效治理措施后,工序成材率指标从91。由于研究不断深入和产品系列增多,现在不少钛材产品,如钛丝材等也已越来越多地进入到各种民用消费品领域。
钛及钛合金丝的分类
钛以是否含有合金元素可分为纯钛和钛合金,而钛合金又根据其成分和室温组织的不同可分为α钛合金及近α型合金、(α+β)型合金、近β型合金及β型合金。钛及钛合金根据性能的不同又可制备出不同使用要求的丝材。钛及钛合金以其低密度、高强度、耐腐蚀性、耐低温性、抗阻性、无磁性、无毒性、抗拉强度性等优良性能,大量用于航空工业,有“空间金属”之称。钛及钛合金丝材成品一般为硬态(Y)和退火态(M)。
实验用TA18钛合金为采用3t真空自耗电弧炉经2次熔炼得到的Φ600mm×2400mm铸锭。铸锭再经16MN快锻机锻成棒坯,再经深孔钻镗床钻镗孔后,用铜薄板包覆,在3500t挤压机上挤压成Φ70mm×8㎜管坯。钛中杂质的存在,对其机械性能影响极大,特别是间隙杂质(氧、氮、碳)可大大提高钛的强度,显著降低其塑性。管坯采用以下2种冷轧工艺轧制Φ48mm×5mm成品管材。
工艺1:Φ70mm×8㎜管坯,两辊冷轧开坯→Φ54mm×6㎜,退火、精整→Φ54mm×6㎜,三辊冷轧→Φ51mm×5.5㎜,三辊冷轧→Φ48mm×5㎜成品管。
工艺2:Φ70mm×8㎜管坯,两辊冷轧开坯→Φ54mm×6㎜,退火、精整→Φ54mm×6㎜,两辊冷轧→Φ48mm×5㎜成品管。
对工艺1和2生产得到的Φ48mm×5㎜管材分别按照600℃×1h、650℃×1h、700℃×1h和750℃×1h进行真空退火处理,热处理后在RX-600箱式电阻炉内加热到500~600℃保温30min,进行矫直,并用150A14塞尺检测其平直度。而现在脱脂清洗系统的温度只有40℃,不能有效的发挥脱脂剂的效果。再通过镗孔和机械抛光的方法分别消除管材内外表面的氧化污染层,得到成品管材。试验结果表明:
(1)与工艺1相比,采用工艺2可以容易地获得满-足标准要求的TA18厚壁管材,且轧制过程相对平稳,缩短了生产周期,提-高了生产效率,其综合性能也优-于工艺1生产的管材。
(2)700℃×1h真空退火,管材的室温力学性能可达到佳匹配,且等轴组织晶粒加细小均匀。
(3)经热矫直后TA18厚壁管材的平直度可以达到0.75mm/m左右,镗孔后内表面粗糙度平均为0.864μm。
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