关于钛合金棒材轧制成型的研究进展

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1、关于钛合金棒材轧制成型的研究进展　　摘要：钛合金棒材多用于机械制造业，由于其强度高、耐高?睾湍透?蚀等特点，其制品应用在军用产品、汽车配件以及钛合金人造骨骼等高精度要求的领域。同时，还常被用在眼镜架等对耐磨强度有较高要求的制造行业。随着科学技术的快速发展，钛合金棒材轧制加工技术也在不断地改进和完善，并更加趋于高效率、高质量和高性能发展方向。文章就针对目前的钛合金轧制成型特点、轧制技术和方法等进行分析，力求从中总结钛合金棒材轧制成型中存在的问题，并结合现有的工业发展形势，探讨适合钛合金棒材轧制成型的发展方向。　　关键词：钛合金；轧制成型；工艺；方法；发展方向　　引言　　我国

2、的钛资源丰富，钛合金棒材制品的用途也比较广泛。随着社会经济发展带动起相应的市场经济发展，工业生产也有了更加综合性的要求。对于钛合金制品来说要求高强度、高塑性和高韧性的相互综合。因此，市场化的高要求也激励着钛合金轧制成型工艺和技术的改革与完善。国内针对钛合金的研究水平与国外相比，在新领域内相较国外研究更加深入，而对于传统钛合金的研究方面较为欠缺。所以，我国的钛合金研究在近几年内有了新的突破。文章就针对钛合金棒材轧制成型的特点及相应轧制工艺和过程的研究，结合目前的市场化要求和钛合金应用趋势，探讨关于钛合金棒材轧制成型的研究进展及发展建议。　　1钛合金棒材轧制成型特点　　钛合金

3、棒材轧制成型的过程，主要是通过将较大规格的锻棒坯料在轧制后，进行冷却，冷却后的棒材主要呈现针状、细片状或者粗片状等形态。钛合金轧制坯料通过轧制冷却后能够具备较强的韧性和抗拉性能，但此时的钛合金棒材还不具备高强度和高塑性的特点。通常工业化生产要求钛合金棒材的加工能够形成拉伸和疲劳性能较强的等轴组织。但在实际轧制过程中，由于坯料在室温条件下进行冷却从而制约了片状组织的综合性能，只有通过有针对性地变形处理才能够得以轴化，从而适合市场需求。所以，钛合金棒材坯料在轧制过程中的组织轴化是一个重要问题。若轧制变形量较大，则较容易提高组织可变性和力学性能。而在变形量小时，则会影响钛合金的

4、可塑性和强度。同时，在钛合金棒材轧制过程中，要进行多次退火，而这种情形则会急速降低轧件的表面温度，内部温度不降反增，使轧件表面与中心温度形成较大的发差，进而容易造成表面裂纹。所以，轧制的温度一定要控制得当。道次间就成了控制温度和继续变形的轧制空间。只有将大量的孪品进行再结晶才能够有效提高钛合金棒材的综合性能。　　2国内外钛合金的发展方向及技术进展　　2.1国内外钛合金的发展方向　　最先进入市场并进行广泛应用的第一种钛合金是由美国研制成功的Ti-6AI-4V合金。这种钛合金的强度、韧性、塑性、耐热性、耐蚀性和相容性等都较好，因而在市场中也得到了广泛的应用。随着钛合金市场应用

5、要求的提升，结构钛合金也向着高强度、高塑性、高韧性和高模量等相关方向发展。因此，目前的国内外钛合金研究主要包括高温钛合金、钛铝化合物为基的钛合金、高强度高韧性的β钛合金、阻燃钛合金以及医用和船用钛合金等。　　（1）高温钛合金现多被用于军用及民用飞机的发动机中。而近年来，美国采用快速凝固的粉末冶金技术成功研制了一种高纯度和高性能的钛合金，以能够充分适应轧件表面与中心温度的差异性，保证钛合金的综合应用性能。　　（2）钛铝化合物为基的钛合金主要优势是高温性能较好，抗氧化和抗蠕变性较强。同时，这种钛合金的密度小，质量轻，能够被广泛应用在航空航天器材当中。俄罗斯研究成功了一种新型的

6、航空用钛合金，这种新型的钛合金相对于传统的来说，质量更轻，韧性更强，既能够保证航空飞行器的性能，还能够最大限度低减轻质量，减小阻力。　　（3）β钛合金是一种比较适用的航空结构材料。在实际应用中，可以根据不同强度和塑性的要求进行匹配，从而足大限度地增强可塑性、实用性和经济性。目前，我国针对高强度、高韧性的β钛合金已经有了初步研究，成功完成实验室建设后，分别从西北、宝鸡和北京等多个有色金属加工厂进行配合研制。宝鸡有色金属加工厂研发出了BTi-6554高强高韧性钛合金，北京有色金属研究总院和宝鸡加工厂联合研制成功了Ti-63高强高韧性钛合金。而西北有色金属研究院则创新研制成功了

7、Ti-1300合金和Ti-5322钛合金。TC21也是西北有色金属研究院研究成功的新型钛合金，主要具有优良的强度、塑性和韧性，能够有效减少钛合金棒材白表面的裂纹，增强总体的综合性能。　　（4）我国对阻燃钛合金的研究较为深入，Ti14和Ti40钛合金就是由西北有色院研究成功的，具有良好的阻燃性能，较适用于飞机发动机关键部件的机匣和叶片。　　（5）对于船用钛合金来说，提高耐缝隙腐蚀性能，以能够达到持久耐用和高强度等要求的生产和开发。国外根据各国家的应用需求进行了创新。我国也研制出了比较有中国特色的不同强度级别的几种钛合金，这些钛合