Что такое процесс горячей прокатки титановых пластин?

Dec 20, 2025

Оставить сообщение

Качествотитановые пластинынапрямую определяет надежность и безопасность последующих приложений. Горячая прокатка является важнейшим процессом в производстве титановых пластин. Благодаря высокотемпературной пластической деформации и контролю микроструктуры можно добиться размерного формования титановых пластин и оптимизировать внутреннюю структуру зерен для улучшения механических и технологических свойств.

 

I. Основной принцип процесса горячей прокатки

 

  • Горячая прокатка титановых пластин — это процесс прокатки, проводимый при температуре выше 650 -850 градусов. Его суть заключается в улучшении пластичности металлического титана и снижении сопротивления деформации при высоких температурах. Это позволяет заготовке подвергаться пластической деформации под давлением валков с образованием тонких пластин заданных размеров. Между тем, высокотемпературная деформация и охлаждение реконструируют зерна, разрушают крупные исходные зерна и образуют однородную и мелкую рекристаллизованную структуру для оптимизации прочности.

 

  • Горячая прокатка обладает высокой эффективностью обработки и широким диапазоном толщин прокатки, что делает ее пригодной для производства титановых пластин средней и большой толщины, а также обработки заготовок. Однако титан обладает сильной химической активностью при высоких температурах и легко вступает в реакцию с кислородом, азотом и водородом, образуя хрупкие и твердые соединения. Это может привести к таким дефектам, как водородное и кислородное охрупчивание. Поэтому защита атмосферы и точный контроль температуры являются ключевыми моментами в этом процессе.

 

Gr5 titanium plates in Ruihang

 

II. Основная технологическая схема горячей прокатки титановых пластин

 

  • Подготовка и предварительная обработка заготовок

Заготовки горячей прокатки представляют собой плоские слитки/пластины, выкованные из титановых слитков, которые должны соответствовать нормам по составу и микроструктуре, без дефектов литья. Предварительная обработка состоит из двух этапов:

  1. Удаление поверхностной оксидной окалины и масляных пятен механическим шлифованием или травлением HF-HNO₃;
  2. Нагрев на 50-150 градусов выше температуры рекристаллизации в зависимости от марки сплава с использованием аргоновой защиты или вакуумного нагрева для предотвращения окисления и обеспечения равномерного нагрева.

 

  • Многопроходная-горячая прокатка

После нагрева заготовка прокатывается в несколько проходов для уменьшения толщины до заданного размера, при этом необходимо контролировать три основных параметра:

  1. Температура прокатки: В пределах диапазона температур рекристаллизации в процессе. Температура самая высокая при первом проходе, а ритм регулируется в зависимости от тепла обработки при последующих проходах.
  2. Коэффициент обжатия: 20%-30% при первом проходе для разрушения зерен, затем снижается до 10%-20% при следующих проходах и дополнительно снижается для высокопрочных сплавов;
  3. Скорость прокатки: согласована с параметрами температуры и давления, чтобы избежать чрезмерного окисления, вызванного слишком высокой скоростью, или снижения пластичности из-за слишком низкой скорости.

Во время прокатки для смазки и охлаждения используется прокатное масло или инертный газ для уменьшения трения и окисления.

 

  • Охлаждение и обработка после прокатки-

После прокатки титановые пластины быстро охлаждаются на воздухе-для замедления роста зерна. После охлаждения последовательно осуществляют правку, резку и чистовую обработку поверхности.

 

  • Термическая обработка и контроль

Отжиг необходим для устранения внутренних напряжений и оптимизации структуры. Наконец, проверки необходимы для точности размеров, качества поверхности и механических свойств.

 

III. Ключевые технические моменты процесса горячей прокатки

 

Технология защиты-высокотемпературной атмосферы

Титан легко охрупчивается из-за реакций с O, N и H при высоких температурах. Требуется защита атмосферы. Основные методы включают вакуумный нагрев, нагрев/прокатку с защитой-инертным газом и локальную защиту впрыском инертного газа; В пластинах из высококачественного авиационного титана-используется вакуумный нагрев + прокатка с защитой аргоном-, чтобы обеспечить чистоту компонентов.

vacuum heating for Titanium billets

Технология точного контроля температуры

Температура является основой качества горячей прокатки и требует точного контроля на протяжении всего процесса. Благодаря многоточечному измерению температуры в печи,-инфракрасному мониторингу температуры пластины в режиме реального времени, а также интеллектуальной системе регулировки мощности нагрева, ритма прокатки и времени дополнительного нагрева можно избежать таких дефектов, как неравномерная деформация и крупные зерна.

heating for titanium billets

Технология оптимизации параметров прокатки

Степень обжатия, скорость прокатки и интервал проходов определяют микроструктурные и механические свойства титановых пластин. Численное моделирование в сочетании с экспериментальной проверкой используется для создания базы данных оптимальных параметров титановых материалов различных марок и спецификаций. Например, «высоко-тяжелое восстановление + многопроходная равномерная деформация» применяется для толстых пластин Ti-6Al-4V для измельчения зерен; для тонких пластин из чистого титана необходимо контролировать степень обжатия на более позднем этапе и скорость охлаждения, чтобы уменьшить остаточное напряжение.

 

 

Gr5 Titanium plates for hot rolling

Технология контроля качества поверхности

Дефекты поверхности влияют на коррозионную стойкость и механические свойства, требуя контроля во многих звеньях: предварительная обработка травлением + механическое шлифование для удаления оксидной окалины; использование специального масла для прокатки во время прокатки для предотвращения появления царапин; финишная обработка поверхности и ремонт локальных дефектов после охлаждения.

Ultrasonic testing for Gr5 titanium plates
 
 

Ruihang Group, профессиональный производитель изделий из титана и титановых сплавов, осуществляет строгий контроль качества на протяжении всего производственного процесса, от сырья до готовой продукции. Мы поставляем высококачественные титановые кольца, поковки, стержни, пластины, пластины и другие титановые изделия-качественные титановые кольца и т. д. Для получения более подробной информации свяжитесь с нами по электронной почте:Sam.Rui@bjrh-titanium.com

Отправить запрос