Produzione di nastri in lega di titanio Gr12 mediante laminatoio continuo a caldo

Lega di titanio Gr12è una lega quasi- resistente alla corrosione-con eccellenti proprietà complete e ampi scenari applicativi. La laminazione continua a caldo è il processo chiave per la produzione di massa su larga-scala dei relativi nastri. Questa lega di titanio ha un intervallo ristretto di temperature di laminazione, scarsa conduttività termica, elevata resistenza alla deformazione ed elevata tendenza ad aderire ai rulli. Porta facilmente a problemi come microstruttura disomogenea, difetti superficiali e deviazioni dimensionali durante la lavorazione.

 

 

1. Composizione e microstruttura

La lega di titanio Gr12 prende il titanio come base, con aggiunta di molibdeno e nichel e impurità rigorosamente controllate; la matrice è principalmente -fase con una piccola quantità di -fase. Il molibdeno affina i grani e migliora la resistenza alle alte-temperature, mentre il nichel migliora la resistenza alla corrosione e la lavorabilità a caldo, rendendolo adatto alla laminazione continua a caldo.

 

2. Principali difficoltà nella laminazione continua a caldo

Lo stretto intervallo di temperature di transizione di fase rende difficile il controllo della temperatura di laminazione. Insieme alla scarsa conduttività termica, è soggetto a granulometrie anomale, fessurazioni e microstruttura e proprietà disomogenee.

• Aderisce facilmente ai rulli ad alte temperature, causando difetti superficiali e richiede una rigorosa corrispondenza dei parametri di laminazione.
• Il grande ritorno elastico elastico porta a spessori irregolari e ondulazioni dei bordi in strisce sottili, mentre il rotolamento multi-passaggio aggrava l'anisotropia.
• Facile ossidazione alle alte temperature; una decalcificazione incompleta pregiudica la successiva lavorazione e la resistenza alla corrosione.

 

 

1. Materie prime sperimentali

Sono state selezionate lastre di lega di titanio Gr12 preparate mediante fusione VAR + forgiatura e fresate per rimuovere incrostazioni di ossido e difetti superficiali per soddisfare i requisiti di qualità della superficie.

 

2. Attrezzatura sperimentale

Le prove sono state effettuate su una linea di produzione di laminazione continua a caldo da 1450 mm, dotata di sistemi di riscaldamento, scagliatura, laminazione sgrossatura e finitura, raffreddamento, avvolgimento e sistemi automatici di controllo calibro e forma; I rulli in ghisa ad alto-cromo soddisfano i requisiti di durezza e precisione superficiale per la laminazione.

 

3. Schema sperimentale

• Ottimizza il sistema di riscaldamento: limita la temperatura di avvio progressivo e il tempo di mantenimento per selezionare i parametri di riscaldamento ottimali.
• Formula parametri di laminazione multi-passaggio: controlla il tasso di riduzione, la velocità di laminazione, la temperatura di finitura e di avvolgimento di ogni passaggio ed esplora l'influenza del processo sulla microstruttura e sulle proprietà attraverso test ortogonali.
• Ricottura post-laminazione: imposta una temperatura di ricottura e un tempo di mantenimento ragionevoli per eliminare lo stress interno, omogeneizzare la microstruttura e migliorare la plasticità.

 

4. Metodi di prova

Sono stati adottati l'osservazione metallografica, i test di trazione, la misurazione della rugosità superficiale e i test ad ultrasuoni per analizzare rispettivamente la microstruttura, le proprietà meccaniche, la qualità della superficie e i difetti interni.

 

 

1. Sistema di riscaldamento

Una temperatura di riscaldamento e un tempo di mantenimento irragionevoli causano fessurazioni, ossidazione, granulometrie anomale e degrado delle prestazioni. Il sistema ottimale: riscaldamento a900±20 gradi, tenendo per2,0 minuti/mm, con temperatura uniforme, bassa ossidazione e buona microstruttura, adatto alla laminazione.

 

2. Influenza dei parametri di rotolamento

• Temperatura di finitura a800–850 gradiproduce grana fine ed equilibrata resistenza e plasticità; la deviazione deteriora la microstruttura e le proprietà e aumenta l'anisotropia.
• Tasso di riduzione del rotolamento approssimativo di18%–22%e terminare il tasso di riduzione del lancio di12%–18%garantire una ricristallizzazione sufficiente e ridurre le crepe sui bordi e i difetti superficiali.
• Velocità di laminazione adeguata: laminazione approssimativa a2.5–3.5 m/s, finisci di rotolare a6–7 m/s, per evitare graffi dovuti al calo di temperatura, grani grossi dovuti all'accumulo di calore e deviazioni dimensionali.

 

3. Forma della striscia e controllo della superficie

Ottimizzare il sistema di controllo della laminazione e la tensione per migliorare la deviazione dello spessore e la forma del nastro; combinato con la decalcificazione secondaria con acqua ad alta-pressione per rimuovere completamente le incrostazioni di ossido e migliorare la qualità della superficie.

 

4. Processo di ricottura

Il sistema di ricottura ottimale èMantenimento a 700 gradi per 45 minuti, che elimina le tensioni interne, omogeneizza la microstruttura e migliora la plasticità; una temperatura inappropriata tende a causare stress residui, grana grossa e ridotta tenacità.

 

 

Viene determinato il processo completo di laminazione continua a caldo per la striscia di titanio Gr12: finitura della lastra, riscaldamento e mantenimento standardizzati, distribuzione ragionevole del tasso di riduzione e della velocità di laminazione, controllo rigoroso della temperatura in ogni fase e ricottura a bassa-temperatura dopo la laminazione.

La produzione di massa industriale raggiunge qualità stabile, forma del nastro, dimensioni, proprietà superficiali e meccaniche qualificate, bassa anisotropia, assenza di difetti interni e un tasso di qualificazione completo oltre98%. Soddisfa le condizioni di lavoro chimiche e marine, può sostituire le importazioni, ridurre i costi e migliorare l'efficienza.

 

 

Ruihang, in quanto fabbrica diretta di produzione di prodotti in titanio, è specializzata nella produzione di ricerca e sviluppo. L'azienda è situata nella "Valle del titanio cinese", promuovendo l'industria del titanio nel mondo. Se hai esigenze di acquisto non esitare a contattarci:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.

 

Riferimenti

[1] Zhang Xiyan, Zhao Yongqing, Bai Chenguang. Materiali e applicazioni delle leghe di titanio [M]. Pechino: Chemical Industry Press, 2005.
[2] Istituto nordoccidentale per la ricerca sui metalli non ferrosi. Manuale sulla tecnologia di lavorazione delle leghe di titanio [M]. Xi'an: Stampa della Northwestern Polytechnical University, 2012.
[3] Metodo Panzhihua Iron & Steel Co., Ltd. per il controllo della forma di bobine di nastri di titanio e leghe di titanio laminate a caldo [P]. Brevetto cinese: CN113976624B, 21-11-2023.
[4] GB/T 3621-2022, Piastre e fogli in titanio e leghe di titanio [S]. Pechino: Standards Press of China, 2022.