鈦合金材料具有比強度高、屈強比高、變形抗力高、工藝塑性和超塑性優(yōu)良的特征,鈦棒材制品廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,在航空航天飛機上就有鈦合金棒材經(jīng)冷鐓后制成的鉚釘連接件。目前,關(guān)于小直徑鈦合金棒材(≤Φ10mm)熱連軋及軋制棒材熱處理、微觀組織的分析比較欠缺,針對這個問題,技術(shù)人員在Gleeble500熱力模擬機上對TC4合金進(jìn)行高溫壓縮試驗,分析不同溫度、不同應(yīng)變速率下TC4鈦合金的流變應(yīng)力曲線,為鈦合金棒材熱連軋?zhí)峁┍匾墓に噮?shù),并對軋制后的產(chǎn)品進(jìn)行了組織及性能分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):
1、從降低變形抗力,提高材料可成形性,保證終軋組織性能的角度來看,TC4鈦合金棒材的最佳開軋溫度為950℃,即稍低于TC4鈦合金相變溫度;最佳應(yīng)變速度為1s-1,從而保證變形過程中應(yīng)變和應(yīng)變速率引起的加工硬化小,充分發(fā)揮材料的塑性;
2、經(jīng)三輥Y型軋機熱連軋獲得Φ12、Φ6mm棒材,Φ12mm棒材組織為等軸初生α相+α條+β轉(zhuǎn)變組織,晶粒直徑約為3~10μm;Φ6mm棒材組織為少量等軸初生α相+細(xì)條狀α相+β轉(zhuǎn)變組織,晶粒尺寸不超過1μm。可見,隨著累積變形量的增大,晶粒尺寸明顯減??;
3、三輥Y型軋機熱連軋獲得的TC4鈦合金棒材,其組織和力學(xué)性能均滿足技術(shù)要求。試驗采用的軋制設(shè)備、軋制工藝參數(shù)及熱處理制度能夠生產(chǎn)符合要求的鈦合金棒材,從而為進(jìn)一步的工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。