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石油化工行业用TA18钛合金厚壁管材的研制

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现阶段我国主要采用两辊冷轧和三辊连轧相结合的方式生产TA18钛合金管。石油化工行业用的TA18钛合金厚壁管的生产遇到的主要问题有:①采用多辊轧制径厚比<10的厚壁管材,轧制道次多,且易出现开裂、内表面粘接等缺陷;②采用冷矫直的方式无法保证成品管材的平直度达到0.3~1mm/m要求。经过对比两种不同的冷轧工艺生产TA18钛合金厚壁管材的可行性,研究了退火温度对管材组织和性能的影响,以及管材的后续处理工艺,旨在为工业化生产石油行业用的高质量TA18钛合金厚壁管材提供指导。

样品用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,用铜板包覆,在3500t挤压机上挤压成Φ70mm×8㎜管坯。管坯采用以下2种冷轧工艺轧制Φ48mm×5mm成品管材。

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。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,最终得到成品管材。试验结果表明:

(1)与工艺1相比,采用工艺2可以更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,不仅缩短了生产周期,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最佳匹配,且等轴组织晶粒更加细小均匀。

(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。