一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110592425A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910824117.4B21J1/06(2006.01)(22)申请日2019.09.02B21J1/04(2006.01)B21B37/56(2006.01)(71)申请人中国船舶重工集团公司第七二五研B21D3/00(2006.01)究所B21D37/16(2006.01)地址471000河南省洛阳市高新区滨河北路32号(72)发明人宋德军陶欢李冲杨胜利(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人宋晨炜(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/18(2006.01)C22F1/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法(57)摘要本发明公开了一种高冲击韧性钛合金，其化学成分要求为Al4.0-9.0%、Mo0.5-5.0%、Zr1-5%、Nb1-5%、Fe0.2-2.0%、余量为Ti及杂质。利用此高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法为：按化学成分要求称取铝铌中间合金、钼块、纯海绵锆、铁钉、海绵钛并进行混料，压制成电极棒，再放入真空自耗电弧炉中进行二次熔炼，得到钛合金铸锭；将钛合金铸锭于1150℃开坯锻造，970~1020℃改锻，得到棒坯；再将棒坯加热至950~1200℃；将棒坯斜轧穿孔制得管坯；利用斜轧穿孔后的余热进行管坯热轧，再进行定减径得到管材；将管材进行热处理、矫直、锯切、检验、入库。本发明中利用此钛合金制备的无缝管材强度高、塑性高、低温冲击韧性高、耐腐蚀性能好，满足油、气井恶劣工况的应用要求。CN110592425ACN110592425A权利要求书1/1页1.一种高冲击韧性钛合金，其特征在于，其化学成分重量百分比范围是：Al4.0-9.0%，Mo0.5-5.0%，Zr1-5%，Nb1-5%，Fe0.2-2.0%，余量为Ti及不可避免的杂质；其中杂质含量满足N≤0.05%、C≤0.1%、H≤0.015%、O≤0.15%。2.一种利用权利要求1所述的高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤一、铸锭制备：按照权利要求1中的化学成分要求分别称取铝铌中间合金、钼块、纯海绵锆、铁钉、海绵钛并进行混料，压制成电极棒，再放入真空自耗电弧炉中进行二次熔炼，得到钛合金铸锭；步骤二、棒坯制备：将步骤一得到的钛合金铸锭于1150℃开坯锻造，970~1020℃改锻，得到棒坯；步骤三、斜轧穿孔：将步骤二得到的棒坯置于加热炉中加热至950~1200℃并保温，保温时间为棒坯直径×(0.5~1.1)min/mm；再采用钼基合金或高合金顶头，头部涂润滑剂，保温后的棒坯中心孔内放置润滑剂，穿孔后即制得管坯；步骤四、热轧与定减径：将步骤三得到的管坯进行热轧，热轧前在管坯内部喷洒硼砂，变形量控制在50~70%，然后进行定减径得到管材；步骤五、热处理：将步骤四得到的管材置于热处理炉中进行热处理，热处理温度为800~980℃；步骤六、后处理：将热处理后的管材矫直、锯切、检验、入库。3.根据权利要求2所述的一种利用高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法，其特征在于，步骤三中，对制得的管坯的要求为外径/壁厚=9~12。4.根据权利要求2所述的一种利用高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法，其特征在于，步骤三中，棒坯加热过程中保持加热炉内为微氧化气氛，微氧化气氛为空气和天然气的混合气氛。5.根据权利要求2所述的一种利用高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法，其特征在于，步骤四中，定减径过程中的外径减小比例为20~30%，壁厚增厚量=热轧后壁厚×(10%~15%)。6.根据权利要求2所述的一种利用高冲击韧性钛合金制备无缝管材的方法，其特征在于，步骤六中，将管材加热至600~700℃进行矫直处理，矫直后的管材弯曲度小于管材全长的1.5‰。2CN110592425A说明书1/6页一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法技术领域[0001]本发明涉及铝合金材料及无缝管材的制造领域，具体的说是一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法。背景技术[0002]钛及钛合金密度小，比强度高，耐腐蚀性能优异，中高温力学性能好，具有优良的抗疲劳和蠕变性能，在石油化工行业有巨大的应用潜力。而钛合金管材由于具有良好的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀和生物腐蚀而广泛应用于石油化工行业。SY/T6896.3-2016《石油天然气工业特种管材技术规范第3部分：钛合金油管》对钛合金油管的制造工艺要求如下：钛合金油管应采用无缝钛合金管制造。石油化工用钛合金无缝管材的