TC4無縫管材冷軋前熱處理工藝探索

 鈦合金作為一種先進的輕量化結構材料，具有優異的綜合性能，其密度小、比強度高、疲勞強度和抗裂紋擴展能力好，抗蝕性能優異，焊接性能良好等，因此在航空、航天、汽車、造船、能源等行業具有日益廣闊的應用前景。TC4鈦合金是目前應用最廣泛的鈦合金之一。目前，市場上TC4鈦合金軋制產品主要是以溫軋為主，即在軋管機上安裝感應加熱裝置，一般溫度控制在再結晶溫度以下100℃左右，因而造成加工設備復雜、工藝復雜、生產成本高。采用傳統的熱擠壓方式生產中、高強度鈦合金厚壁管，性能難以達到使用要求。如能解決冷軋成型過程中的一些關鍵技術問題，采用直接冷軋成型工藝生產高強度鈦合金管材，不僅大大降低生產成本，同時可滿足對鈦合金高性能應用場合的要求。為提高TC4合金的塑性變形能力，冷軋前需對TC4合金進行熱處理，熱處理可改變合金的組織形態，使其具有良好的伸長率，從而提高其塑性變形能力。本文將對TC4管材冷軋前的熱處理工藝進行探索。通過研究材料經不同溫度熱處理后的顯微組織和力學性能的變化，制定管材冷軋前最佳的熱處理方案。

　　實驗所用原材料為Φ48mm×5mm的TC4管坯。因為TC4合金高溫下易氧化，且鈦合金在高溫下極易吸氫造成氫脆。本實驗在WZS-6000型真空熱處理爐中進行真空退火處理，退火溫度分別為800、860和920℃，保溫時間均為1h，冷卻方法為爐冷至500℃空冷至室溫。對原始材料和退火后的管材進行顯微組織觀察和性能測試。

　　隨加熱溫度的升高，TC4管材的硬度呈先降低后上升的趨勢，在860℃達到最低。TC4管材的強度隨加熱溫度的升高呈波動變化，在920℃達到最低點。TC4管材的伸長率隨加熱溫度的升高先升高后降低，在860℃達到最高。