CN110983105B - 一种适于冷轧的高强钛合金及其制备方法、钛合金冷轧管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适于冷轧的高强钛合金及其制备方法、钛合金冷轧管及其制备方法，属于钛合金技术领域。本发明提供的适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 3％～4.5％，Mo 2.5％～3.5％，Cr 1.5％～2.5％，Fe 1.5％～2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明所提供的高强钛合金具有良好的热和冷加工性能，且制备得到的钛合金冷轧管无论进行普通热处理还是双重热处理，均可得到较高的强度和延伸率，同时还具有良好的塑性。此外，本发明所提供的高强钛合金的组分不含昂贵的合金元素，具有成本低的优势。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金技术领域，尤其涉及一种适于冷轧的高强钛合金及其制备方法、钛合金冷轧管及其制备方法。
背景技术
目前国标及美标中可适于冷轧的钛合金有TA9、TA10、TA16、TA18、 TA21、TA22、TC1、TC2等，这些合金的冷加工性能优异，但是其强度只有400～850MPa。高强钛合金无缝管具有强度高、密度高、耐蚀好等特点，是航空、航天、石油、化工、船舶等领域关键部位的理想材料。但目前现有的高强钛合金具有室温变形抗力大、加工硬化显著和冷变形易开裂的缺点，不能使用冷轧工艺，使得加工具有一定长度和壁厚，而且具有优良力学性能的高强钛合金管材难度非常大。如高强钛合金TC4钛合金，其强度可达 980MPa，但目前该钛合金的管材不能通过冷轧进行生产，只可用热连轧的工艺制备，对于尺寸精度和内外表面质量无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于冷轧的高强钛合金及其制备方法、钛合金冷轧管及其制备方法，本发明提供的高强钛合金具有高强、高可塑性，适于冷轧，且具有成本低的优势。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种适于冷轧的高强钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3％～4.5％，Mo 2.5％～3.5％，Cr 1.5％～2.5％，Fe 1.5％～2.0％，余量为 Ti和不可避免的杂质。
优选地，所述适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 3.0％，Mo3.5％，Cr2.5％，Fe 1.5％，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选地，所述适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 3.5％，Mo2.65％，Cr2.0％，Fe 1.7％，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选地，所述适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 4.0％，Mo3.0％，Cr 1.8％，Fe 1.9％，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选地，所述适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 4.5％，Mo2.3％，Cr 1.5％，Fe 2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的适于冷轧的高强钛合金的制备方法，包括如下步骤：
将适于冷轧的高强钛合金的原料按设计比例混合后，压制成电极，进行真空自耗电弧熔炼，得到钛合金铸锭；
将所述钛合金铸锭锻造，得到适于冷轧的高强钛合金。
本发明还提供了一种钛合金冷轧管，由上述技术方案所述的适于冷轧的高强钛合金或上述技术方案所述的制备方法制备得到的适于冷轧的高强钛合金制备得到。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的钛合金冷轧管的制备方法，包括如下步骤：
采用上述技术方案所述的制备方法制备棒状的适于冷轧的高强钛合金，记为高强钛合金棒材；
将所述高强钛合金棒材进行斜轧穿孔，得到钛合金管坯；
将所述钛合金管坯经第一热处理后，去除其内外表面的氧化皮，得到钛合金荒管；
将所述钛合金荒管经多道次冷轧后，进行退火，得到钛合金冷轧管。
优选地，所述斜轧穿孔的温度为相变点以下30～50℃；
所述第一热处理的温度为700～750℃，时间为90～120min；
所述多道次冷轧包括3～4道次轧制，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理；道次变形量独立地为30～45％，每次第二热处理的温度独立地为700～750℃，时间独立地为3h；所述第二热处理在真空条件下进行。
优选地，所述退火为普通退火或双重退火；所述普通退火为在700～800℃保温1h；所述双重退火为在810～850℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至 480～560℃保温4～8h。
本发明提供了一种适于冷轧的高强钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3％～4.5％，Mo 2.5％～3.5％，Cr 1.5％～2.5％，Fe 1.5％～2.0％，余量为 Ti和不可避免的杂质。本发明在钛合金中加入Mo元素，与其他组分配合，能够减小晶粒尺寸，提高钛合金的塑性，实验结果表明，本发明所得高强钛合金具有良好的热和冷加工性能，且制备得到的钛合金冷轧管无论进行普通热处理还是双重热处理，均可得到较高的强度和延伸率，同时还具有良好的塑性。此外，本发明所提供的高强钛合金的组分不含昂贵的合金元素(如V，需要以AlV55中间合金的形式加入，该合金价格昂贵)，具有成本低的优势。
本发明还提供了一种钛合金冷轧管及其制备方法，本发明所提供的钛合金冷轧管的强度可达1000MPa以上，延伸率在10％以上，且采用斜轧穿孔和冷轧工艺即可制备得到，工艺简单，制备效率和成材率高。
附图说明
图1实施例1所得钛合金管坯的实物图；
图2实施例1所得半成品管材的实物图；
图3实施例1所得冷轧态钛合金成品管材的内外表面实物图；
图4实施例1所得1#钛合金冷轧管的横向组织和纵向组织图。
具体实施方式
本发明提供了一种适于冷轧的高强钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3％～4.5％，Mo 2.5％～3.5％，Cr 1.5％～2.5％，Fe 1.5％～2.0％，余量为 Ti和不可避免的杂质。
在本发明中，所述适于冷轧的高强钛合金优选包括以下重量百分比的成分：Al3.0％，Mo 3.5％，Cr 2.5％，Fe 1.5％，余量为Ti和不可避免的杂质。
在本发明中，所述适于冷轧的高强钛合金优选包括以下重量百分比的成分：Al3.5％，Mo 2.65％，Cr2.0％，Fe 1.7％，余量为Ti和不可避免的杂质。
在本发明中，所述适于冷轧的高强钛合金优选包括以下重量百分比的成分：Al4.0％，Mo 3.0％，Cr 1.8％，Fe 1.9％，余量为Ti和不可避免的杂质。
在本发明中，所述适于冷轧的高强钛合金优选包括以下重量百分比的成分：Al4.5％，Mo 2.3％，Cr 1.5％，Fe 2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的适于冷轧的高强钛合金的制备方法，包括如下步骤：
将适于冷轧的高强钛合金的原料按设计比例混合后，压制成电极，进行真空自耗电弧熔炼，得到钛合金铸锭；
将所述钛合金铸锭锻造，得到适于冷轧的高强钛合金。
本发明将适于冷轧的高强钛合金的原料按设计比例混合后，压制成电极，进行真空自耗电弧熔炼，得到钛合金铸锭。
本发明对所述适于冷轧的高强钛合金的原料的具体种类没有特殊限定，能够得到所需制备的高强钛合金的比例即可。在本发明实施例中，所述适于冷轧的高强钛合金的原料优选包括海绵钛、铝钼合金、低碳铬铁、钼铁合金和铝豆；所述铝钼合金优选为AlMo60，所述低碳铬铁优选为FeCr69C0.06，所述钼铁合金优选为FeMo60；所述海绵钛优选为0级或1级海绵钛；所述适于冷轧的高强钛合金的原料优选为粒状原料，本发明对所述原料的粒径没有特殊限定，本领域技术人员可根据情况选择合适的粒径，能够压制电极即可，在本发明实施例中，所述铝钼合金的粒径优选为0.1～0.8mm，所述低碳铬铁的粒度优选为60目，所述钼铁合金的粒径优选为1～5mm，所述铝豆的粒径优选为8～13mm，所述海绵钛的粒径优选为0.83～25.4mm。
本发明对所述压制的具体参数没有特殊限定，能够得到适应所用真空自耗电弧炉的电极即可。
在本发明中，所述真空自耗电弧熔炼的绝对压力优选为10-2Pa，熔炼电流优选为8～24kA，熔炼电压优选为28～35V，真空自耗电弧熔炼的次数优选为2～3次，更优选为3次。在本发明中，采用2～3次真空自耗电弧熔炼有利于得到成分均匀的钛合金铸锭。
得到钛合金铸锭后，本发明将所述钛合金铸锭锻造，得到适于冷轧的高强钛合金。
本发明对所述适于冷轧的高强钛合金的形状没有特殊限定，本领域技术人员可以根据需要锻造成不同的形状。在本发明实施例中，为了制备钛合金冷轧管，将所述钛合金铸锭锻造为棒状的适于冷轧的高强钛合金。
在本发明中，所述锻造优选为将所述钛合金铸锭在1050～1180℃开坯锻造，然后在相变点以下30～50℃(简写为Tβ-(30～50)℃)下进行镦拔锻造。本发明对所述开坯锻造和镦拔锻造的具体锻造方法没有特殊限定，能够得到所需的高强钛合金即可。本发明对所述棒状的适于冷轧的高强钛合金的规格没有特殊限定，本领域技术人员可以根据需要选择。
本发明还提供了一种钛合金冷轧管，由上述技术方案所述的适于冷轧的高强钛合金或上述技术方案所述的制备方法制备得到的适于冷轧的高强钛合金制备得到。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的钛合金冷轧管的制备方法，包括如下步骤：
采用上述技术方案所述的制备方法制备棒状的适于冷轧的高强钛合金，记为高强钛合金棒材；
将所述高强钛合金棒材进行斜轧穿孔，得到钛合金管坯；
将所述钛合金管坯经第一热处理后，去除其内外表面的氧化皮，得到钛合金荒管；
将所述钛合金荒管经多道次冷轧后，进行退火，得到钛合金冷轧管。
本发明所提供的钛合金冷轧管的制备方法简单，且具有较高的生产效率和成材率。具体而言，由于本发明采用的高强钛合金的热、冷加工性能优异，因此，热加工可实现单火次大变形，冷加工过程中可实现单道次大变形，这样在总变形量相等的条件下，热加工的火次和冷加工的道次减少了，从而提高了钛合金冷轧管的制备效率。另外，由于冷、热加工性能优异，热加工过程表面开裂很轻，或者无裂纹，缩短了表面打磨的时间，提高了生产效率，同时打磨量少，提高了成材率。
本发明首先采用上述技术方案所述的制备方法制备棒状的适于冷轧的高强钛合金，记为高强钛合金棒材；然后将所述高强钛合金棒材进行斜轧穿孔，得到钛合金管坯。
在本发明中，所述斜轧穿孔前优选进行扒皮，将扒皮后的高强钛合金棒材进行斜轧穿孔；所述扒皮能够去除高强钛合金棒材的表面氧化层和小缺陷，且可进一步提高尺寸精度；所述斜轧穿孔的温度(即高强钛合金棒材的温度)优选为相变点以下30～50℃(简写为Tβ-(30～50)℃)；为了使斜轧穿孔时的温度在上述范围内，优选将钛合金棒材在相变点以下30～50℃保温 90～180min，然后进行斜轧穿孔。
得到钛合金管坯后，本发明将所述钛合金管坯经第一热处理，然后去除其内外表面的氧化皮，得到钛合金荒管；
在本发明中，所述第一热处理的温度优选为700～750℃，时间优选为 90～120min。本发明对所述第一热处理的气氛没有特殊限定，可以为在大气氛围中进行，也可以在真空条件下进行。在本发明中，所述第一热处理可充分消除冷加工产生的加工硬化，提高钛合金的加工塑性。
本发明对所述氧化皮的去除方法没有特殊限定，采用常规的去除方法即可，如采用车床将第一热处理后的钛合金管坯的外表面进行扒皮，以去除外表面的氧化皮，采用镗床对第一处理后的钛合金管坯的内表面进行镗孔处理，以去除内表面的氧化皮。
得到钛合金荒管后，本发明将所述钛合金荒管经多道次冷轧，然后进行退火，得到钛合金冷轧管。
在本发明中，所述多道次冷轧优选包括3～4道次轧制，相邻两道次轧制之间优选包括依次进行的清洗和第二热处理；道次变形量独立地优选为 30～45％，每次第二热处理的温度独立地优选为700～750℃，时间独立地优选为3h；所述第二热处理优选在真空条件下进行，所述第二热处理的绝对压力优选为10-2Pa；所述清洗优选包括除油和酸洗，本发明对所述除油和酸洗的过程没有特殊限定，采用常规的除油和酸洗的步骤即可，所述除油和酸洗可避免真空热处理过程中污染热处理炉，同时避免在管材表面形成污染层。本发明对所述轧制用设备没有特殊限定，采用常规的冷轧管机即可，在本发明实施例中，优选采用两辊周期式冷轧管机或三辊周期式冷轧管机。
完成多道次冷轧后，本发明优选先进行除油，再进行退火。
在本发明中，所述退火优选为普通退火或双重退火；所述普通退火优选为在700～800℃保温1h；所述双重退火优选为在810～850℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至480～560℃保温4～8h。在本发明中，所述双重退火中，在810～850℃保温1h为固溶热处理，在480～560℃保温4～8h为时效热处理的过程；退火完成后，优选空冷至室温。
下面结合实施例对本发明提供的一种适于冷轧的高强钛合金及其制备方法、钛合金冷轧管及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例钛合金的名义成分为Ti-3.0Al-3.5Mo-2.5Cr-1.5Fe，即按重量百分比计包括如下成分：Al 3.0％，Mo 3.5％，Cr 2.5％，Fe 1.5％，余量为Ti 和不可避免的杂质；
原料：0级海绵钛：粒径为0.85～25.4mm；铝钼合金为粒径为0.1～0.8mm 的AlMo60；低碳铬铁为60目的FeCr69C0.06；钼铁合金为粒径为1～5mm 的FeMo60；铝豆的粒径为8～13mm；
(1)将0级海绵钛、铝钼合金、低碳铬铁、钼铁合金、铝豆按上述设计比例混合后，压制成电极，然后在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，得到Φ560mm钛合金铸锭；其中，三次熔炼的绝对压力均为10-2Pa，第一次熔炼的电流为8kA，电压为28V，第二次熔炼的电流为11kA，电压为30V，第三次熔炼的电流为19kA，电压为32V；
(2)将所述钛合金铸锭在1050℃进行开坯锻造，在Tβ-30℃(即相变点以下30℃的条件)下镦拔锻造，得到Φ75mm的钛合金棒材；
(3)将所述钛合金棒材扒皮后，得到Φ70mm的钛合金锭坯，然后在 Tβ-30℃加热60～180min，在Tβ-30℃进行斜轧穿孔，得到Φ70×10mm(即外径为70mm，壁厚为10mm)的钛合金管坯；
(4)将所述钛合金管坯在真空退火炉中于700℃进行第一热处理 90min，然后采用车床将第一热处理后的钛合金管坯的外表面进行扒皮，采用镗床对第一处理后的钛合金管坯的内表面进行镗孔处理，得到Φ69×9.5mm 的钛合金荒管；
(5)将所述钛合金荒管进行4道次冷轧，轧制工艺为：Φ69×9.5mm→Φ54×7mm→Φ45×5.5mm→Φ35×4mm→Φ32×3mm(即经过第一道次轧制，得到半成品管材的规格为Φ54×7mm，经第二道次轧制，得到的半成品管材规格为Φ45×5.5mm，经第三道次轧制，得到的半成品管材规格为Φ35×4mm，经第四道次轧制，得到的成品管材规格为Φ32×3mm)，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理，每次清洗包括依次进行的除油和酸洗，每次第二热处理的温度为700℃，时间为3h，每次第二热处理的绝对压力为10-2Pa；完成冷轧后，经除油，得到Φ32×3mm的冷轧态钛合金成品管材；
(6)将所述冷轧态钛合金成品管材在700℃保温1h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为1#钛合金冷轧管。
按照上述步骤(1)～(5)制备冷轧态钛合金成品管材，然后将所述冷轧态钛合金成品管材升温至810℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至540℃保温6h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为1’#钛合金冷轧管。
采用GB228.1-2010公开的方法测试1#钛合金冷轧管和1’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度和延伸率，结果为：1#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为 1060MPa，延伸率为23％；1’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1210MPa，延伸率为15％。
实施例2
本实施例钛合金的名义成分为Ti-3.5Al-2.65Mo-2.0Cr-1.7Fe，即按重量百分比计包括如下成分：Al 3.5％，Mo 2.65％，Cr 2.0％，Fe 1.7％，余量为 Ti和不可避免的杂质；
原料除海绵钛为1级海绵钛外，其他原料与实施例1相同，且本实施例所用1级海绵钛的粒径与实施例1相同；
(1)将1级海绵钛、铝钼合金、低碳铬铁、钼铁合金、铝豆按上述设计比例混合后，压制成电极，然后在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，得到Φ640mm钛合金铸锭；其中，三次熔炼的绝对压力均为10-2Pa，第一次熔炼的电流为10kA，电压为30V，第二次熔炼的电流为18kA，电压为32V，第三次熔炼的电流为24kA，电压为35V；
(2)将所述钛合金铸锭在1150℃进行开坯锻造，在Tβ-40℃(即相变点以下40℃的条件)下镦拔锻造，得到Φ113mm的钛合金棒材；
(3)将所述钛合金棒材扒皮后，得到Φ108的钛合金锭坯，然后在Tβ-40℃加热90～210min，在Tβ-40℃进行斜轧穿孔，得到Φ108×12mm的钛合金管坯；
(4)将所述钛合金管坯在真空退火炉中于750℃进行第一热处理 90min，然后采用车床将第一热处理后的钛合金管坯的外表面进行扒皮，采用镗床对第一处理后的钛合金管坯的内表面进行镗孔处理，得到Φ107×11.5mm的钛合金荒管；
(5)将所述钛合金荒管进行3道次冷轧，轧制工艺为：Φ107×11.5mm→Φ89×7.5mm→Φ69×6mm→Φ55×4.5mm，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理，每次清洗包括依次进行的除油和酸洗，每次第二热处理的温度为750℃，时间为3h，每次第二热处理的绝对压力为10-2Pa；完成冷轧后，经除油，得到Φ55×4.5mm的冷轧态钛合金成品管材；
(6)将所述冷轧态钛合金成品管材在750℃保温1h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为2#钛合金冷轧管。
按照上述步骤(1)～(5)制备冷轧态钛合金成品管材，然后将所述冷轧态钛合金成品管材升温至850℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至560℃保温4h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为2’#钛合金冷轧管。
采用GB228.1-2010方法测试2#钛合金冷轧管和2’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度和延伸率，结果为：2#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1030MPa，延伸率为21％；2’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1160MPa，延伸率为14％。
实施例3
本实施例钛合金的名义成分为Ti-4.0Al-3.0Mo-1.8Cr-1.9Fe，即按重量百分比计包括如下成分：Al 4.0％，Mo 3.0％，Cr 1.8％，Fe 1.9％，余量为Ti 和不可避免的杂质；
原料与实施例1相同；
(1)将0级海绵钛、铝钼合金、低碳铬铁、钼铁合金、铝豆按上述设计比例混合后，压制成电极，然后在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，得到Φ640mm钛合金铸锭；其中，三次熔炼的绝对压力均为10-2Pa，第一次熔炼的电流为10kA，电压为30V，第二次熔炼的电流为18kA，电压为32V，第三次熔炼的电流为24kA，电压为35V；
(2)将所述钛合金铸锭在1180℃进行开坯锻造，在Tβ-50℃(即相变点以下50℃的条件，即850℃)下镦拔锻造，得到Φ60mm的钛合金棒材；
(3)将所述钛合金棒材扒皮后，得到Φ55的钛合金锭坯，然后在Tβ-50℃ (即850℃)加热60～180min，在Tβ-50℃进行斜轧穿孔，得到Φ55×8mm的钛合金管坯；
(4)将所述钛合金管坯在真空退火炉中于700℃进行第一热处理 90min，然后采用车床将第一热处理后的钛合金管坯的外表面进行扒皮，采用镗床对第一处理后的钛合金管坯的内表面进行镗孔处理，得到Φ54× 7.5mm的钛合金荒管；
(5)将所述钛合金荒管进行4道次冷轧，轧制工艺为：Φ54×7.5mm→Φ45×4.8mm→Φ35×4mm→Φ32×2.8mm→Φ28×2.0mm，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理，每次清洗包括依次进行的除油和酸洗，每次第二热处理的温度为730℃，时间为3h，每次第二热处理的绝对压力为10-2Pa；完成冷轧后，经除油，得到Φ28×2mm的冷轧态钛合金成品管材；
(6)将所述冷轧态钛合金成品管材在800℃保温1h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为3#钛合金冷轧管。
按照上述步骤(1)～(5)制备冷轧态钛合金成品管材，然后将所述冷轧态钛合金成品管材升温至830℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至560℃保温6h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为3’#钛合金冷轧管。
采用GB228.1-2010方法测试3#钛合金冷轧管和3’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度和延伸率，结果为：3#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1080MPa，延伸率为22％；3’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1180MPa，延伸率为13％。
实施例4
本实施例钛合金的名义成分为Ti-4.5Al-2.5Mo-1.5Cr-2.0Fe，即按重量百分比计包括如下成分：Al 4.5％，Mo 2.5％，Cr 1.5％，Fe 2.0％，余量为Ti 和不可避免的杂质；
原料与实施例2相同；
(1)将1级海绵钛、铝钼合金、低碳铬铁、钼铁合金、铝豆按上述设计比例混合后，压制成电极，然后在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，得到Φ560钛合金铸锭；其中，三次熔炼的绝对压力均为10-2Pa，第一次熔炼的电流为8kA，电压为28V，第二次熔炼的电流为10kA，电压为30V，第三次熔炼的电流为18kA，电压为32V；
(2)将所述钛合金铸锭在1100℃进行开坯锻造，在Tβ-40℃(即相变点以下40℃的条件，即880℃)下镦拔锻造，得到Φ135mm的钛合金棒材；
(3)将所述钛合金棒材扒皮后，得到Φ130的钛合金锭坯，然后在Tβ-40℃ (即880℃)加热90～120min，在Tβ-40℃进行斜轧穿孔，得到Φ130×10mm 的钛合金管坯；
(4)将所述钛合金管坯在真空退火炉中于750℃进行第一热处理 120min，然后采用车床将第一热处理后的钛合金管坯的外表面进行扒皮，采用镗床对第一处理后的钛合金管坯的内表面进行镗孔处理，得到Φ129× 9.5mm的钛合金荒管；
(5)将所述钛合金荒管进行4道次冷轧，轧制工艺为：Φ129×9.5mm→Φ45×4.8mm→Φ35×4mm→Φ32×2.8mm→Φ28×2.0mm，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理，每次清洗包括依次进行的除油和酸洗，每次第二热处理的温度为750℃，时间为3h，每次第二热处理的绝对压力为10-2Pa；完成冷轧后，经除油，得到Φ28×2.0mm的冷轧态钛合金成品管材；
(6)将所述冷轧态钛合金成品管材在780℃保温1h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为4#钛合金冷轧管。
按照上述步骤(1)～(5)制备冷轧态钛合金成品管材，然后将所述冷轧态钛合金成品管材升温至850℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至480℃保温8h，然后空冷至室温，得到钛合金冷轧管，记为4’#钛合金冷轧管。
采用GB228.1-2010方法测试4#钛合金冷轧管和4’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度和延伸率，结果为：4#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1020MPa，延伸率为21％；4’#钛合金冷轧管的室温抗拉强度为1130MPa，延伸率为12％。
图1为实施例1所得钛合金管坯的实物图，图2为实施例1所得半成品管材(Φ35×4mm)的实物图，图3为实施例3所得冷轧态钛合金成品管材的外表面(a)和内表面(b)实物图。由图1～3可知，在整个加工过程中，无开裂的现象发生，且所得冷轧态钛合金成品管材的内外表面光滑，具有较高的成品质量。
图4为实施例1所得1#钛合金冷轧管的横向组织图(a)和纵向组织图(b)，由图4可知，本实施例所得钛合金冷轧管的晶粒细小，约为3～5μm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种钛合金冷轧管的制备方法，其特征在于，由适于冷轧的高强钛合金制备得到；所述适于冷轧的高强钛合金包括以下重量百分比的成分：Al 3%~3.5%，Mo 2.65%~3.5%，Cr1.5%~2.5%，Fe 1.5%~2.0%，余量为Ti和不可避免的杂质；
所述钛合金冷轧管的制备方法包括以下步骤：
将适于冷轧的高强钛合金的原料按设计比例混合后，压制成电极，进行真空自耗电弧熔炼，得到钛合金铸锭；
将所述钛合金铸锭锻造，得到适于冷轧的高强钛合金，记为高强钛合金棒材；
将所述高强钛合金棒材进行斜轧穿孔，得到钛合金管坯；
将所述钛合金管坯经第一热处理后，去除其内外表面的氧化皮，得到钛合金荒管；
将所述钛合金荒管经多道次冷轧后，进行退火，得到钛合金冷轧管；
所述斜轧穿孔的温度为相变点以下30~50℃；
所述第一热处理的温度为700~750℃，时间为90~120min；
所述多道次冷轧为3~4道次轧制，相邻两道次轧制之间包括依次进行的清洗和第二热处理；道次变形量独立地为30~45%，每次第二热处理的温度独立地为700~750℃，时间独立地为3h；所述第二热处理在真空条件下进行；
所述退火为普通退火或双重退火；所述普通退火为在700~800℃保温1h；所述双重退火为在810~850℃保温1h，然后空冷至室温，再升温至480~560℃保温4~8h。
2.一种权利要求1所述的钛合金冷轧管的制备方法制备得到的钛合金冷轧管。
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