冷軋TA5鈦合金退火過程的再結晶行為及織構演變

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(1. 中南大學 材料科學與工程學院， 湖南 長沙 410083； 2. 中鋁材料應用研究院有限公司， 北京 102209)

TA5鈦合金(Ti-4Al-0.005B)是一種強度中等、塑性較差、焊接性能和耐腐蝕性良好的全α型合金，可制成板材、鍛件[1]。常被應用在船舶的系泊裝置及發射裝置上[2]。該合金在室溫下具有密排六方(hcp)結構，滑移系統少，在加工過程中極易形成織構，從而導致力學性能各向異性[3]。

商業純鈦(CP-Ti)是典型的α型合金。大量研究表明，當CP-Ti冷軋壓下率低于40%時，變形機制主要為滑移和孿生，孿晶的形成不僅可以細化晶粒，還可以改變晶粒的取向，使初始織構弱化；隨著變形增加，孿晶被抑制，變形以滑移為主，導致織構增強[4-5]。退火幾乎不會改變冷軋態板材的主要織構類型[6-7]。與CP-Ti相比，TA5鈦合金中加入了約4%(質量分數，下同)Al。研究表明，Al會抑制孿晶的形成[8]。因此，TA5鈦合金與CP-Ti的變形機制會存在差異，進而導致不同的組織及織構演變規律。

Yu等[3]的研究結果表明，熱軋及完全再結晶兩種狀態的TA5鈦合金板材均為基面織構。郝曉博等[9]采用20道次冷軋工藝將TA5合金板材從3.5 mm厚減薄至3 mm，并在650 ℃退火得到完全再結晶的細小晶粒，獲得了優異的綜合力學性能。王樹軍[10]通過調整熱處理工藝，發現當組織為等軸α+少量未再結晶長條狀α，且等軸α組織含量約為75%時，TA5鈦合金綜合性能最優。

目前，對TA5鈦合金的力學性能研究較多，而對其加工處理過程中的組織演變，尤其是不完全再結晶狀態的組織及織構變化的研究較少。本文通過對TA5鈦合金進行冷軋和退火，研究其再結晶行為及織構演變機制，以期為TA5鈦合金板材生產工藝的設計提供理論依據。……