中国TC4无缝管材冷轧前热处理工艺探索

钛合金作为一种先进的轻量化结构材料，具有优异的综合性能，其密度小、比强度高、疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，抗蚀性能优异，焊接性能良好等，因此在航空、航天、汽车、造船、能源等行业具有日益广阔的应用前景。TC4钛合金是目前应用广泛的钛合金之一。目前，市场上TC4钛合金轧制产品主要是以温轧为主，即在轧管机上安装感应加热装置，一般温度控制在再结晶温度以下100℃左右，因而造成加工设备复杂、工艺复杂、生产成本高。采用传统的热挤压方式生产中、高强度钛合金厚壁管，性能难以达到使用要求。如能解决冷轧成型过程中的一些关键技术问题，采用直接冷轧成型工艺生产高强度钛合金管材，不仅大大降低生产成本，同时可满足对钛合金高性能应用场合的要求。为提高TC4合金的塑性变形能力，冷轧前需对TC4合金进行热处理，热处理可改变合金的组织形态，使其具有良好的伸长率，从而提高其塑性变形能力。本文将对TC4管材冷轧前的热处理工艺进行探索。通过研究材料经不同温度热处理后的显微组织和力学性能的变化，制定管材冷轧前佳的热处理方案。
　　实验所用原材料为Φ48mm×5mm的TC4管坯。因为TC4合金高温下易氧化，且钛合金在高温下极易吸氢造成氢脆。本实验在WZS-6000型真空热处理炉中进行真空退火处理，退火温度分别为800、860和920℃，保温时间均为1h，冷却方法为炉冷至500℃空冷至室温。对原始材料和退火后的管材进行显微组织观察和性能测试。
　　随加热温度的升高，TC4管材的硬度呈先降低后上升的趋势，在860℃达到低。TC4管材的强度随加热温度的升高呈波动变化，在920℃达到低点。TC4管材的伸长率随加热温度的升高先升高后降低，在860℃达到高。
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