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軋制工藝對TC4鈦合金中厚板組織及力學性能的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-07-22
為了對比“常規軋制”和“控制軋制”的實際效果，研究人員對兩種軋制策略下板材的顯微組織、成品力學性能進行了綜合分析，從而可為控制軋制在熱軋TC4中厚板材的應用提供一定的參考。
控制軋制是一種同時提高材料強度、韌性等綜合性能的軋制方法，它可大大降低燃料消耗，減少金屬燒損，從而降低生產成本，目前在鋼材軋制中已得到廣泛應用。然而鈦合金的比熱容小、導熱性差，軋制過程中溫降快，同時其成形溫度范圍窄，工藝塑性較差。而且低溫、大變形將大大提高軋制的設備負荷，對設備能力提出了更高的要求。國內一般在鈦合金板材軋制時，常規工藝路線是“搶溫快軋”，即要求軋制節奏加快，同時板坯加熱溫度處于（α+β）兩相區的中上限甚至相變點以上，而且一般道次變形量不大。該方法可以在較低負荷下完成變形，?但不可避免增加了能耗，而且終軋溫度過高對于板材組織細化、綜合性能的提高等都將產生不利影響。
某公司的中厚板材生產線，主體設備2800mm四輥可逆熱軋機具有高剛度、高功率、高軋制力特點，新型可橫移式電加熱爐可對軋件中間補溫，同時該加熱爐距離軋機近，可減少溫降損失。這些為實現低溫、大壓下的控制軋制方法提供了較可靠的設備基礎。為了對比“常規軋制”和“控制軋制”的實際效果，研究人員對兩種軋制策略下板材的顯微組織、成品力學性能進行了綜合分析，從而可為控制軋制在熱軋TC4中厚板材的應用提供一定的參考。
試驗材料：δ100mm的TC4板坯，金相法測得相變點為980～985℃。板坯經真空自耗電弧熔煉（VAR）、多火次鍛造及一火軋制，加熱溫度為960℃，一火初軋溫度為950℃。由于變形主要在接近(α+β)兩相區上部發生，板坯顯微組織為條狀初生α和片狀α共存的雙態組織，平均晶粒尺寸約為30～35μm。
軋制方法：本火次為成品軋制，共7道次，總變形率均為55%。對于常規軋制，加熱溫度為940℃，主要變形控制在10%～12%，最大變形率為12%；而控制軋制，加熱溫度為910℃，主要變形控制在10%～15%，最大變形率為15%。
對軋制后板材，在電阻加熱爐進行普通退火，熱處理制度為：800℃±10℃，保溫1h，空冷。然后沿板材橫向截取室溫拉伸試樣和金相試樣，進行力學性能測試和顯微組織觀察。試驗結果表明：
（1）與常規軋制相比，控制軋制后TC4熱軋板材的室溫強度可提高30MPa，伸長率與常規軋制板材的基本相當。
????（2）經普通退火（800℃±10℃，保溫1h，空冷）后，控制軋制TC4熱軋板材的組織比常規軋制后的更細小、均勻。
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