供稿|雷挺，高飛，魏永華，王勤波 / LEI Ting, GAO Fei, WEI Yong-hua, WANG Qin-bo

內(nèi)容導(dǎo)讀

本文研究了BTi-341鈦合金板材在一定量冷加工率下的顯微組織和力學(xué)性能、在冷加工模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中顯微組織的變化和冷加工模擬實(shí)驗(yàn)硬化曲線。結(jié)果表明：冷加工模擬實(shí)驗(yàn)中，隨著軋制變形量逐漸增大，板材組織逐漸被拉長(zhǎng)，有了明顯的冷軋的軋制流線；加工率控制在38%~44%之間時(shí)滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。

鈦及鈦合金因密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、無(wú)磁、焊接性能好等優(yōu)良綜合功能而在航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為推廣民用鈦合金，鈦合金的低成本化研究勢(shì)在必行。BTi-341合金是一種采用了全返回料熔煉的低合金化的近α型鈦合金，是寶鈦集團(tuán)專門為民品市場(chǎng)研制的一種低成本鈦合金。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)BTi-341板材冷加工模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯微組織與力學(xué)性能的分析，確定了BTi-341板材實(shí)際生產(chǎn)的冷加工工藝參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料

材料牌號(hào)BTi-341，鑄錠規(guī)格152 mm×796 mm×988 mm。

工藝方案

BTi-341鈦合金相轉(zhuǎn)變溫度(α/β)為950~960℃，板坯在950℃開(kāi)坯，經(jīng)840℃熱軋制，經(jīng)中間工序處理至半成品，在1200 mm四輥可逆式冷軋機(jī)上進(jìn)行冷加工模擬實(shí)驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作情況，加工率每增加一定量時(shí)，取力學(xué)性能和顯微組織試樣，直至操作人員認(rèn)為板材無(wú)法繼續(xù)軋制時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)完成后測(cè)試其取樣性能，分析和確定板材實(shí)際生產(chǎn)的加工參數(shù)。BTi-341鈦合金坯料具體化學(xué)成分如表1。

顯微組織的變化

BTi-341板材冷加工模擬實(shí)驗(yàn)的顯微組織見(jiàn)圖1。冷加工模擬實(shí)驗(yàn)后680℃保溫60 min退火后的顯微組織見(jiàn)圖2。

由圖1顯微組織可以看出：原始態(tài)的顯微組織中有明顯的熱軋時(shí)遺留的軋制的不均勻組織，圖1(a)；隨著冷加工模擬實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，軋制變形量逐漸增大，板材組織逐漸被拉長(zhǎng)，有了明顯的冷軋的軋制流線，見(jiàn)圖1(b)～(f)。

表1 BTi-341合金鑄錠化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)

為了熱處理后得到均勻細(xì)小的等軸組織，選取變形量為38%、44%的試樣經(jīng)680℃保溫60 min熱處理，圖2為熱處理后的組織。從圖2可以看出熱處理后得到了均勻的等軸組織，達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。

冷加工模擬實(shí)驗(yàn)硬化曲線

圖3為BTi-341板材冷加工模擬實(shí)驗(yàn)硬化曲線?？梢钥闯觯何窗l(fā)生變形的原始態(tài)板材的抗拉和屈服強(qiáng)度明顯較低，但延伸率高，隨著加工率的逐漸增加板材的抗拉和屈服強(qiáng)度逐漸升高，延伸率出現(xiàn)了大幅度的下降，加工率達(dá)到9%之后變化不大；出現(xiàn)這種變化，主要是由于板材出現(xiàn)了加工硬化現(xiàn)象所導(dǎo)致的。

綜合冷加工模擬實(shí)驗(yàn)硬化曲線和顯微組織，BTi-341板材在生產(chǎn)實(shí)際中冷變形量適合控制在38%~44%之間，且經(jīng)過(guò)退火后可以得到均勻的等軸組織。

結(jié)束語(yǔ)

(1) BTi-341合金是一種采用了全返回料熔煉的低合金化的近α型鈦合金，具有良好的冷變形能力。

(2) BTi-341板材冷變形量控制在38%~44%之間時(shí)滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。