技术领域
[0001] 本
发明涉及特种
冶金技术领域，具体涉及一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法。
背景技术
[0002] 钛
合金具有高强度、低
密度和优异的抗
腐蚀性能，这些特性使其在众多领域具有很强的吸引
力，而钛合金相对较高的生产成本制约了其更广泛地应用，例如在
汽车行业的应用相对
钢和
铝价格都昂贵。为了使钛固有的成本问题最小化，具备竞争力，获得成功应用，就必须深入分析钛合金的特殊性能，研究比较钛合金和其他廉价材料，包括成本、加工方法和性能之间的影响。
[0003] 钛合金的生产过程一般可以分为
海绵钛的提炼、钛
铸锭冶炼、
锻造成型和
轧制几个主要步骤。其中锻造成型和轧制两个工序都需要对锭坯进行升温降温处理。目前在锻造过程中，由于铸锭温度需要加热到1000℃以上，一般采用非
接触式的红外测温设备来测量表面温度，然后工艺工程师根据经验来判断锭坯整体温度情况，然后却无法测量锭坯内部的实际准确温度。在实际生产中，一般采用燃气炉和
电阻炉为不同规格的钛合金坯料加热。受结构特性影响，燃气炉相比电阻炉的炉温均匀性要差。两种加热炉的测温
传感器均布置在炉壁，测量的是传感器附近温度，而坯料在加热炉内通过复杂的热交换过程来升温保温，包括传导
传热、
对流传热和
辐射传热，因此，炉内测温传感器所测温度并不能很好的表示钛合金坯料实际达到的准确温度情况。
[0004] 以上这些生产过程，在目前的手段中，都无法知道锭坯表面和内部的实际温度，因此也无法确定准确的加热工艺和降温工艺。为了确保产品
质量，往往采用
过热的方法来保证锭坯内部温度，如延长保温时间，这样会导致大量的
能源浪费。而如果延长的保温时间仍不够，则会造成严重的经济损失。因此，需要找到一种合理的方法来帮助测量钛锭坯内部的温度迟滞情况，为此，我们提出一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服
现有技术的
缺陷，提供一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法，解决了钛锭在加热炉内温度测量不准确的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
[0007] 一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法，包括钛锭坯和
热电偶，所述钛锭坯长度为L，钛锭坯直径为D，方法步骤如下：
[0008] 1)测温面的选取：
[0009] 在钛锭坯轴向依次选取三个截面作为测温面，分别为第一测温面、第二测温面和第三测温面，所述第一测温面与钛锭坯端面的距离为50mm，所述第二测温面与钛锭坯端面的距离为钛锭坯长度L的1/4，所述第三测温面与钛锭坯端面的距离为钛锭坯长度L的1/2；
[0010] 2)测温点的确定：
[0011] 所述第一测温面、第二测温面和第三测温面上皆设有第一测温点、第二测温点、第三测温点、第四测温点和第五测温点；所述第一测温点、第二测温点、第三测温点、第四测温点和第五测温点在同一中心线H上，所述第一测温点和第五测温点对称设置于测温面中心点两侧，其与测温面中心点的距离为(D/2-10)mm；所述第二测温点和第四测温点对称设置于测温面中心点两侧，其与测温面中心点的距离为钛锭坯直径D的1/4；所述第三测温点位于测温面中心；
[0012] 3)测温点对应的测温孔结构设计：
[0013] 所述第一测温面、第二测温面和第三测温面皆设有第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔，所述第一测温点、第二测温点、第三测温点、第四测温点和第五测温点分别位于第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔的孔底处；
[0014] 4)热电偶的布置：
[0015] 通过第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔分别在所述第一测温点、第二测温点、第三测温点、第四测温点和第五测温点处安装热电偶，用热电偶直接测量钛锭坯内部的温度。
[0016] 进一步的，所述第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔的直径皆为5mm，所述热电偶的直径为3mm。
[0017] 进一步的，所述第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔的孔口位于中心线H的右侧，所述第四测温孔和第五测温孔的孔口位于中心线H的左侧。
[0018] 进一步的，所述第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔相互平行设置。
[0019] 进一步的，所述第一测温孔、第二测温孔、第三测温孔、第四测温孔和第五测温孔与中心线H呈45度夹
角。
[0020] 本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
[0021] 1.本发明采用热电偶直接测量钛锭坯内部的温度，测得的温度准确性高，数据可靠，可以直接作为钛锭坯升降温迟滞计算的
基础数据。
[0022] 2.本发明解决了测温过程对钛锭坯升降温带来的干扰，在测温过程中，测温孔不会对钛锭坯本身的温度变化产生影响，从而使数据更可靠。
[0023] 3.采用反方向打孔的方法解决了钛锭坯表面温度的测量问题，钛锭坯在升降温过程中，表面的气流会影响其温度，如果不采用该设计结构，测得的温度则是钛锭坯表面气流的温度。
[0024] 4.本发明很好地解决了热电偶的布置安装问题，确保测温过程不会产生因热电偶移动导致误差，测得的数据精度高。
附图说明
[0025] 图1为本发明一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法的钛锭坯结构示意图。
[0026] 图2为本发明一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法的钛锭坯A-A、B-B、C-C横截面示意图。
[0027] 图3本发明一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法的热电偶安装方式示意图。
[0028] 图中：1-钛锭坯、2-第一测温面、3-第二测温面、4-第三测温面、5-第一测温孔、501-第一测温点、6-第二测温孔、601-第二测温点、7-第三测温孔、701-第三测温点、8-第四测温孔、801-第四测温点、9-第五测温孔、901-第五测温点、10-热电偶、11-中心线H。
具体实施方式
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0030] 参见图1至图3，本发明所述的一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法，包括钛锭坯1和热电偶10，所述钛锭坯1长度为L，钛锭坯1直径为D，方法步骤如下：
[0031] 1)测温面的选取
[0032] 在钛锭坯1轴向依次选取三个截面作为测温面，分别为第一测温面2、第二测温面3和第三测温面4，所述第一测温面2与钛锭坯1端面的距离为50mm，所述第二测温面3与钛锭坯1端面的距离为钛锭坯1长度L的1/4，所述第三测温面4与钛锭坯1端面的距离为钛锭坯1长度L的1/2；
[0033] 2)测温点的确定
[0034] 所述第一测温面2、第二测温面3和第三测温面4上皆设有第一测温点501、第二测温点601、第三测温点701、第四测温点801和第五测温点901；所述第一测温点501、第二测温点601、第三测温点701、第四测温点801和第五测温点901在同一中心线H11上；所述第一测温点501和第五测温点901对称设置于测温面中心点两侧，其与测温面中心点的距离为(D/2-10)mm；所述第二测温点601和第四测温点801对称设置于测温面中心点两侧，其与测温面中心点的距离为钛锭坯1直径D的1/4；所述第三测温点701位于测温面中心；
[0035] 上述步骤，对多个横截面进行温度检测，保证了数据真实性和代表性，在同一个横截面设有多个不同
位置的测温点，保证了测温的准确性。
[0036] 3)测温点对应的测温孔结构设计
[0037] 所述第一测温面2、第二测温面3和第三测温面4皆设有第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9，所述第一测温点501、第二测温点601、第三测温点701、第四测温点801和第五测温点901分别位于第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9的孔底处；
[0038] 4)热电偶的布置
[0039] 通过第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9分别在所述第一测温点501、第二测温点601、第三测温点701、第四测温点801和第五测温点901处安装热电偶10，用热电偶10直接测量钛锭坯1内部的温度。
[0040] 所述第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9的直径皆为5mm，所述热电偶10的直径为3mm。测温过程采用细的热电偶10，能减少对测温对象钛锭坯1的温度干扰。
[0041] 所述第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7的孔口位于中心线H22右侧，所述第四测温孔8和第五测温孔9的孔口位于中心线H11左侧。
[0042] 所述第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9相互平行设置。
[0043] 所述第一测温孔5、第二测温孔6、第三测温孔7、第四测温孔8和第五测温孔9与中心线H11呈45度夹角。该角度既方便测温孔
机械加工，又能确保测温的准确性，还确保测温孔不会对钛锭坯1升降温过程产生干扰，热电偶10的安装也变得可靠便捷。
[0044] 某公司实施了本发明，选取直径D为580mm，长度L为2000mm的钛锭坯。根据本发明方法，在端面50mm处、500mm处和1000mm处选取三个测温面，并在各个测温面上钻取直径为5mm的测温孔，在各个孔底取测温点，一共得到15个测温点，然后在每个测温孔插入一支符合精度要求的K型铠装热电偶10，热电偶10端部位于孔底处的测温点，再将热电偶10随钛锭坯1一同进入电阻炉加热升温，测得了15个点的温度曲线，与电阻炉加热曲线合并，得到钛锭坯1升温过程的高精度迟滞曲线。锭坯出炉后，测得锭坯内部的降温曲线。
[0045] 本发明的原理及优点：本发明公开了一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法，解决了传统采用红外测温设备进行测量电阻炉内钛锭坯1的温度变化，只能得到钛锭坯1表面的一组数据，无法测得钛锭坯1内部升温过程实际迟滞曲线的问题，使用本发明能得到加热或降温过程中，钛锭坯1内部高精度的温度变化曲线，本发明一种高精度的钛锭温度迟滞测量方法准确可靠、易于生产组织实施、并且可以推广到各类合金、不同规格锭坯1上使用。
[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
