一种钛合金无缝管及其制备方法技术领域
本发明涉及钛合金管及其制备，具体地说是一种dfgx-14#无缝管及其制备方法。
背景技术
随着钛合金的不断发展，越来越需求高强度、高韧性、耐高温和耐腐蚀的钛合金，尤其是钛合金管材需求越来越多，而钛合金管材的加工难度越来越大，钛合金管材大部分应用于油田、核电站、化工等行业，而现在的钛合金管材通常都是板材卷焊的、棒材掏孔的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合于现代市场需求的钛合金dfgx-14#管，此方法制备的dfgx-14#管材强度高、韧性好、耐高温和耐腐蚀，用上述方法加工的钛合金dfgx-14#管其性能中的抗拉强度(Rm)达到600～1300MPa，延伸率6～25％。冲击功为40～150J
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种钛合金dfgx-14#管，按重量百分比计合金组成为:Al(3～7)％,Mo(1～5)％，Cr(1～5)％,Fe≤0.3％,C≤0.08％,N≤0.05％,H≤0.015％,O≤0.2％,Ti余量；
一种钛合金dfgx-14#热轧管的制备方法，按重量百分比计合金原料组成为：Al(3～7)％,Mo(1～5)％，Cr(1～5)％,Ti余量；按常规方法将上述原料加工成棒坯进行热穿孔热轧制或热穿孔热锻造或热穿孔后加工，并控制钛合金dfgx-14#中杂质Fe≤0.3％,C≤0.08％,N≤0.05％,H≤0.015％,O≤0.2％；其dfgx-14#无缝管规格：圆管外径0.9～400mm(但外径与壁厚之比必须大于2)×长度100～18000mm，方管10～1500mm×10～1500mm×壁厚0.9～400mm(但每个边长都必须大于相邻2个壁厚之和)×长度100～18000mm，异形管大头外径0.9～400mm(但外径与壁厚之比必须大于2)×小头外径0.9～400mm(但外径与壁厚之比必须大于2)×长度100～18000mm，异形管大头外径必须大于小头外径；
在制备dfgx-14#钛合金管时，首先无缺陷的光棒坯料放在加热炉(天然气炉、箱式电阻炉、煤气发生炉)内进行升温加热；加热温度700℃～1200℃，保温时间＝(加热锭坯直径/2)mm+(20～90)分钟。热穿孔或热挤压后进行再进行轧制、热锻造成型后机加工或机加工，轧制或和热锻造时变形量为(20％～80％)/次,热穿孔或热挤压后、终锻温度500℃～1000℃轧制完成后的成品采用氧化退火或真空退火，氧化退火的退火温度为500～1100℃保温0.5～8小时；真空退火的退火温度为500～1100℃保温0.5～8小时，退火后的成品则要再进行酸洗或碱洗、酸洗或碱洗后水洗，获得产成品，或者再进行一次机加工获得产成品。
此产品钛合金dfgx-14#热轧管性能中的抗拉强度(Rm)在正常热处理和固溶时效后可达(600～1300)MPa,延伸率在(6～25)％，冲击功为40～150J在消除应力退火和完全再结晶退火的两种状态中，其金相组织均匀。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
1.强度高、耐腐蚀：本发明钛合金dfgx-14#无缝管强度(Rm)(600～1300MPa)比TA4管(540MPa)高160～760MPa，耐腐蚀性也远远超过TA4管。
2.降低成本，缩短生产周期：现有钛合金管生产工艺每道轧制后都要进行真空退火，而本发明的钛合金dfgx-14#无缝管材生产工艺为热穿孔或热挤压管坯后进行轧制成品或热锻造机加工成品或机械加工成品，这样既降低了电耗成本也缩短了生产周期。
3.成品率高,质量好，性能优：本发明dfgx-14#无缝管比棒材掏孔管成品率高，dfgx-14#无缝管利用热穿孔或热挤压管坯进行轧制成品或热锻造机加工成品或机械加工成品，损耗小，成品率高，而棒材掏孔管则需要掏出很多屑废品，损耗大，成品率低，棒材掏孔管只是棒材的质量和性能，棒材掏孔管的质量、性能远不及按上方法制备dfgx-14#无缝管的质量、性能。
4.使用寿命长：本发明dfgx-14#无缝管先天性组织致密，板材焊接管则在焊缝处组织状态与基体不一致，容易造成疲劳性晶间开裂，所以有dfgx-14#无缝管比板材焊接管使用寿命长。
具体实施方式
本发明是通过独特的操作方法和制备加工工艺就可以获得新型钛合金dfgx-14#无缝管，下面通过实施例详述本发明。
采用氧化退火冷轧制法：按常规步骤进行，首先用原料海绵钛、钒铝合金、钼铝合金、铝锰合金进行配料(按重量百分比计Al(3～7)％,Mo(1～5)％，Cr(1～5)％,Fe≤0.3％,C≤0.08％,N≤0.05％,H≤0.015％,O≤0.2％,Ti余量；将原料混合)，挤压电极，焊接电极，装炉熔炼铸锭，扒皮取样分析，用铸锭锻造棒料(棒坯)，棒料车光下料，用光棒热穿孔或热挤压成管坯后进行轧制成品或热锻造机械加工成品或机械加工成品，碱洗，酸洗，水洗，平头，退火，取样分析，定尺下料。
下述实施例中的碱洗配比、酸洗配比均为：
碱洗液：[85～95％NaOH+15～5％NaNO3(或KNO3)]
酸洗液：[30～40％HNO3+2～10％HF+余量H2O]。
实施例1
具体制备过程如下：
由dfgx-14#棒坯装入箱式电阻炉升温加热900℃，保温60分钟，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯通过传输至轧制生产设备上进行轧制，轧制变形量为30％，终轧温度600℃，热轧制成品规格为氧化退火600℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm990MPa,Rp0.2845MPa,A13％；冲击功为78J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al5.26％,Mo2.93％，Cr2.88％，Ti余量。
实施例2
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯通过传输至热轧制生产设备上进行轧制，轧制变形量为70％，终轧温度800℃，热轧制成品规格为氧化退火900℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1109MPa,Rp0.21010MPa,A11％。冲击功为45J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al4.81％,Mo3.29％，Cr3.46％，Ti余量。
实施例3
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入箱式电阻炉升温加热920℃，保温60分钟，出炉热挤压，热挤压后的管坯通过传输至轧制生产设备上进行轧制，轧制变形量为30％，轧制成品规格为氧化退火600℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1090MPa,Rp0.2935MPa,A19％；冲击功为150J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al6.1％,Mo3.02％，
Cr3.05％，Ti余量。
实施例4
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热挤压，热挤压后的管坯通过传输至热轧制生产设备上进行轧制，轧制变形量为70％，轧制成品规格为氧化退火900℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1124MPa,Rp0.21016MPa,A12％。冲击功为69J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al6.1％，Mo3.6％，Cr3.3％，Ti余量。
实施例5
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热980℃，保温60分钟，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯通过传输至热锻造生产设备上进行热锻造，热锻造变形量为40％，终锻温度600℃，热锻造加工至成品规格为氧化退火700℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm920MPa,Rp0.2780MPa,A14％；冲击功为93J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al3.0％，Mo2.6％，Cr2.1％，Ti余量。
实施例6
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯通过传输至热锻造生产设备上进行热锻造，热锻造变形量为80％，终锻温度860℃，热锻造机加工至成品规格为氧化退火920℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1250MPa,Rp0.21150MPa,A8％。冲击功为40J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al6.65％，Mo4.92％，Cr4.76％，Ti余量。
实施例7
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热980℃，保温60分钟，出炉热挤压，热挤压后的管坯通过传输至热锻造生产设备上进行热锻造，热锻造变形量为40％，终锻温度600℃，热锻造加工至成品规格为氧化退火700℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm980MPa,Rp0.2820MPa,A16％；冲击功为123J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al4.9％，Mo2.89％，Cr2.79％，Ti余量。
实施例8
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热挤压，热挤压后的管坯通过传输至热锻造生产设备上进行热锻造，热锻造变形量为80％，终锻温度860℃，热锻造机加工至成品规格为氧化退火920℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1130MPa,Rp0.21020MPa,A11％。冲击功为55J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al6.3％，Mo4.9％，Cr4.6％，Ti余量。
实施例9
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入箱式电阻炉升温加热960℃，保温60分钟，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯冷却后机加工成品规格为氧化退火600℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm920MPa,Rp0.2750MPa,A13％；冲击功为65J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al3.6％，Mo1.5％，Cr3.5％，Ti余量。
实施例10
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热穿孔，热穿孔后的管坯冷却后机加工成品规格为氧化退火900℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1130MPa,Rp0.2980MPa,A11％。冲击功为50J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al3.9％，Mo2.1％，Cr2.8％，Ti余量。
实施例11
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入箱式电阻炉升温加热960℃，保温60分钟，出炉热挤压，热挤压后的管坯冷却后机加工成品规格为氧化退火600℃保温1小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm990MPa,Rp0.2820MPa,A16％；冲击功为146J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al4.6％，Mo1.8％，Cr2.8％，Ti余量。
实施例12
具体制备过程如下：
由dfgx-14#钛合金棒坯装入天然气炉升温加热1150℃，保温12小时，出炉热挤压，热挤压后的管坯冷却后机加工成品规格为氧化退火900℃保温8小时，碱洗、酸洗、水洗、定尺下料、取样分析其性能实测为Rm1070MPa,Rp0.2920MPa,A13％。冲击功为96J；
dfgx-14#钛合金管，按重量百分比计合金组成为:Al5.9％，Mo4.1％，Cr3.2％，Ti余量。