BTi-341鈦合金板材冷加工性能

供稿|雷挺，高飛，魏永華，王勤波 / LEI Ting, GAO Fei, WEI Yong-hua, WANG Qin-bo

內容導讀

本文研究了BTi-341鈦合金板材在一定量冷加工率下的顯微組織和力學性能、在冷加工模擬實驗過程中顯微組織的變化和冷加工模擬實驗硬化曲線。結果表明：冷加工模擬實驗中，隨著軋制變形量逐漸增大，板材組織逐漸被拉長，有了明顯的冷軋的軋制流線；加工率控制在38%~44%之間時滿足生產實際需求。

鈦及鈦合金因密度小、比強度高、耐腐蝕、耐高溫、無磁、焊接性能好等優(yōu)良綜合功能而在航空航天等領域得到廣泛應用。為推廣民用鈦合金，鈦合金的低成本化研究勢在必行。BTi-341合金是一種采用了全返回料熔煉的低合金化的近α型鈦合金，是寶鈦集團專門為民品市場研制的一種低成本鈦合金。

本實驗通過對BTi-341板材冷加工模擬實驗過程顯微組織與力學性能的分析，確定了BTi-341板材實際生產的冷加工工藝參數。

實驗

實驗材料

材料牌號BTi-341，鑄錠規(guī)格152 mm×796 mm×988 mm。

工藝方案

BTi-341鈦合金相轉變溫度(α/β)為950~960℃，板坯在950℃開坯，經840℃熱軋制，經中間工序處理至半成品，在1200 mm四輥可逆式冷軋機上進行冷加工模擬實驗。根據現場實際操作情況，加工率每增加一定量時，取力學性能和顯微組織試樣，直至操作人員認為板材無法繼續(xù)軋制時停止。實驗完成后測試其取樣性能，分析和確定板材實際生產的加工參數。BTi-341鈦合金坯料具體化學成分如表1。

顯微組織的變化

BTi-341板材冷加工模擬實驗的顯微組織見圖1。冷加工模擬實驗后680℃保溫60 min退火后的顯微組織見圖2。

由圖1顯微組織可以看出：原始態(tài)的顯微組織中有明顯的熱軋時遺留的軋制的不均勻組織，圖1(a)；隨著冷加工模擬實驗的進行，軋制變形量逐漸增大，板材組織逐漸被拉長，有了明顯的冷軋的軋制流線，見圖1(b)～(f)。

表1 BTi-341合金鑄錠化學成分(質量分數/%)

為了熱處理后得到均勻細小的等軸組織，選取變形量為38%、44%的試樣經680℃保溫60 min熱處理，圖2為熱處理后的組織。從圖2可以看出熱處理后得到了均勻的等軸組織，達到了預期的實驗效果。

冷加工模擬實驗硬化曲線

圖3為BTi-341板材冷加工模擬實驗硬化曲線。可以看出：未發(fā)生變形的原始態(tài)板材的抗拉和屈服強度明顯較低，但延伸率高，隨著加工率的逐漸增加板材的抗拉和屈服強度逐漸升高，延伸率出現了大幅度的下降，加工率達到9%之后變化不大；出現這種變化，主要是由于板材出現了加工硬化現象所導致的。

綜合冷加工模擬實驗硬化曲線和顯微組織，BTi-341板材在生產實際中冷變形量適合控制在38%~44%之間，且經過退火后可以得到均勻的等軸組織。

結束語

(1) BTi-341合金是一種采用了全返回料熔煉的低合金化的近α型鈦合金，具有良好的冷變形能力。

(2) BTi-341板材冷變形量控制在38%~44%之間時滿足生產實際需求。