韓 聰，曠連俊

（湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司，湖南 長沙 410205）

1 鈦的基本介紹

鈦及鈦合金具有許多優(yōu)異的性能，例如低密度、高熔點、高比強度、耐腐蝕、高低溫性能好、無磁性，聲波和震動的低阻尼特性，生物相容性好，具有超導特性、形狀記憶和吸氫特性等，而被稱為“太空金屬”、“海洋金屬”，在航空航天、海洋開發(fā)、化工、冶金、電力、人體生物材料、體育休閑、汽車等領域有著越來越廣泛的用途[1]。

隨著鈦及鈦合金材料終端應用的不斷精深發(fā)展，對鈦及鈦合金材料的加工工藝也起到促進作用。平整工藝是鋼鐵冷軋帶卷加工工藝的重要環(huán)節(jié)，是冷軋板帶生產(chǎn)中最接近成品的一道工序，不但可以通過控制帶材的延伸率與板形來保證退火后產(chǎn)品的力學性能與外形質(zhì)量。而且可以在板帶材表面形成一定的粗糙度，達到提高帶鋼涂覆性能和成形性能的目的[2]。因此，隨著用戶對冷軋鈦帶卷力學性能、板形、表面質(zhì)量等方面要求的不斷提高，對冷軋鈦帶卷平整工藝研究的重要性就日益凸現(xiàn)出來。

2 試驗方法

2.1 工藝流程介紹

開卷→入口張力輥→單機架四輥平整→熱風吹掃→出口張力輥→卷取（襯紙）。

2.2 試驗原料

試驗材料選用國內(nèi)某公司生產(chǎn)的工業(yè)純鈦帶卷，具體參數(shù)見表1。

表1 試驗用鈦帶卷參數(shù)

2.3 設備參數(shù)

試驗在單機架四輥濕式平整機上進行，設備相關參數(shù)見表2。

表2 四輥平整機相關設備參數(shù)

2.4 平整試驗方案

試驗采用在恒軋制力模式進行濕式平整，記錄三種軋制力在恒張力條件下產(chǎn)生的延伸率并對應取樣。平整工藝方案見表3。

表3 平整工藝方案

按上述軋制規(guī)程用不同軋制力分別軋制100米帶材，記錄工藝參數(shù)穩(wěn)定時帶材實際的延伸率。

3 試驗結(jié)果

3.1 實際延伸率

表4 平整實測延伸率

在張力恒定、速度相同條件下，隨軋制力的增加，帶材產(chǎn)生的延伸率隨之增加。

3.2 工藝結(jié)果分析

對經(jīng)過平整試驗后的帶材分別取平整前、3000KN（0.25-0.3%延伸率）、5000KN（0.5-0.6%延伸率）、7000KN（0.8-0.9%延伸率）四種狀態(tài)樣品進行分析。

3.2.1 力學性能及硬度

四種狀態(tài)樣品室溫力學性能、HV5規(guī)律如圖1所示。

圖1 （a）抗拉強度

如圖1（a）所示，經(jīng)過平整后抗拉強度有所提高。軋制力越大提高的程度越大。經(jīng)過平整后縱橫向的抗拉強度差減小。

如圖1（b）所示，經(jīng)過平整后屈服強度有所提高，縱向相對橫向提高明顯，且軋制力越大提高的程度越大。經(jīng)過平整后縱橫向的屈服強度差減小，且軋制力越大差值越小。硬度隨平整軋制力的提高略有增加。

3.2.2 組織

通過金相顯微鏡觀察不同工藝條件下的金相組織，如圖2所示。

圖2 （a）為平整前金相組織；（b）為平整后金相組織；（c）為不同工藝條件下晶粒尺寸

如圖2（a）、（b）、（c）所示，鈦帶經(jīng)過不同平整工藝軋制后，對金相組織有明顯細化作用，隨軋制力的升高晶粒尺寸有所減小，軋制力5000KN-7000KN對晶粒尺寸的影響不大。

3.2.3 表面形貌

通過掃描電鏡對平整前后的鈦帶表面形貌進行分析，如圖3所示。

圖3 （a）為平整前表面；（b）為平整后表面

如圖3（a）、（b）所示，對比未平整與平整樣品可以看出，未平整的樣品表面片狀組織，相對疏松。經(jīng)過平整后的樣品表面有軋制方向的線條狀凹槽，片狀的組織被壓平，相對較為致密。實現(xiàn)了表面軋制的工藝效果。

4 結(jié)論

通過利用單機架四輥濕式平整，采用不同軋制力對工業(yè)純鈦帶卷進行平整，得出以下結(jié)論：

（1）隨軋制力增加，鈦帶延伸率增加。

（2）隨鈦帶延伸率增加，屈服強度、抗拉強度、硬度隨之增加，且縱橫向呈現(xiàn)的各項異性有所降低。

（3）鈦帶經(jīng)過平整工藝產(chǎn)生細晶效果。

（4）鈦帶經(jīng)過平整工藝表面軋制后表面更致密。