チタン板の熱間圧延プロセスとは何ですか?

Dec 20, 2025

ご伝言

の品質チタンプレート下流アプリケーションの信頼性と安全性を直接決定します。熱間圧延はチタン板の製造において重要なプロセスです。高温での塑性変形と微細構造の制御により、チタンプレートの寸法成形を実現し、内部結晶粒構造を最適化して機械的特性と加工特性を向上させることができます。

 

I. 熱間圧延プロセスの中心原理

 

  • チタン板の熱間圧延は、650 度 -850 度以上で行われる圧延プロセスです。その核心は、チタン金属の可塑性を改善し、高温による変形抵抗を低減することです。ロールの圧力によりビレットを塑性変形させ、目的の寸法の薄板を形成します。一方、高温変形と冷却により結晶粒が再構築され、粗大な元の結晶粒が破壊され、均一で微細な再結晶構造が形成され、強度が最適化されます。

 

  • 熱間圧延は加工効率が高く、圧延可能な板厚範囲が広いため、チタン中厚板の製造やビレットの加工に適しています。しかし、チタンは高温で強い化学活性を持ち、酸素、窒素、水素と反応しやすく、脆くて硬い化合物を形成します。水素脆化や酸素脆化などの欠陥を引き起こす可能性があります。したがって、雰囲気の保護と正確な温度制御がプロセスの鍵となります。

 

Gr5 titanium plates in Ruihang

 

II.チタン板熱間圧延のコア工程フロー

 

  • ビレットの準備と前処理

熱間圧延ビレットは、チタンインゴットから鍛造された平らなインゴット/プレートであり、鋳造欠陥がなく組成および微細構造の基準を満たさなければなりません。前処理は 2 つのステップで構成されます。

  1. 機械研磨またはHF-HNO₃酸洗いにより表面の酸化スケールと油汚れを除去します。
  2. 合金グレードに応じて再結晶温度より 50 ~ 150 度高い温度に加熱します。アルゴン保護または真空加熱を使用して酸化を防止し、均一な加熱を確保します。

 

  • マルチパス熱間圧延成形-

加熱後、ビレットは複数のパスで圧延され、次の 3 つのコア パラメータを制御して厚さを目標寸法まで減じます。

  1. 圧延温度:工程中の再結晶温度範囲内。最初のパスが最も温度が高く、その後のパスの処理熱に応じてリズムが調整されます。
  2. 縮小率: 粒子を破壊するための最初のパスで 20%-30%、次のパスでは 10%-20% に減少し、高強度合金の場合はさらに減少します。
  3. 圧延速度: 過度の高速による過度の酸化や、過度の低速による可塑性の低下を避けるために、温度と圧力のパラメーターを調整します。

圧延時には、摩擦や酸化を軽減するために圧延油や不活性ガスが潤滑と冷却に使用されます。

 

  • -圧延後の冷却と仕上げ

圧延後、チタンプレートは粒子の成長を抑制するために急速に空冷されます。{0}冷却後、矯正、せん断、表面仕上げを順次行います。

 

  • 熱処理と検査

内部応力を除去し、組織を最適化するためにアニーリング処理が必要です。最後に、寸法精度、表面品質、機械的特性の検査が必要です。

 

Ⅲ.熱間圧延技術のポイント

 

高温大気保護技術-

チタンは高温でO、N、Hと反応して脆くなりやすいです。雰囲気保護が必要です。主流の方法には、真空加熱、不活性ガス-保護加熱/圧延、局所不活性ガス注入保護などがあります。ハイエンド航空用チタンプレートは、真空加熱とアルゴン保護圧延を使用して-コンポーネントの純度を確保しています。

vacuum heating for Titanium billets

精密な温度制御技術

温度は熱間圧延の品質の中核であり、プロセス全体を通じて正確な制御が必要です。炉内の多点温度測定、プレート温度のリアルタイム赤外線監視、加熱出力、回転リズム、補助加熱タイミングのインテリジェントなシステム調整により、不均一な変形や粗大粒子などの欠陥が回避されます。-

heating for titanium billets

ローリングパラメータ最適化技術

減速比、圧延速度、パス間隔により、チタン板の微細構造と機械的特性が決まります。数値シミュレーションと実験検証を組み合わせて、さまざまなグレードや仕様のチタン材料に最適なパラメータデータベースを確立します。たとえば、Ti-6Al-4V厚板には「高温重圧下+マルチパス均一変形」を採用して結晶粒を微細化しています。純チタン薄板の場合、残留応力を低減するために後段の圧下率や冷却速度を制御する必要があります。

 

 

Gr5 Titanium plates for hot rolling

表面品質管理技術

表面欠陥は耐食性と機械的特性に影響を与えるため、酸化スケールを除去するための酸洗 + 機械研削による前処理など、複数のリンクでの制御が必要です。圧延中に傷を防ぐために特別な圧延油を使用します。冷却後の表面仕上げと局所欠陥の修復。

Ultrasonic testing for Gr5 titanium plates
 
 

Ruihang Group はチタンおよびチタン合金製品の専門メーカーであり、原材料から最終製品までの全生産プロセスを通じて厳格な品質管理を実施しています。当社は高品質のチタンリング、鍛造品、バー、プレート、その他のチタン製品などを提供しています。詳細については、メールでお問い合わせください。Sam.Rui@bjrh-titanium.com

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