TC4鈦合金于1954年研制成功，現(xiàn)已發(fā)展成為世界各國通用的鈦合金，是一種典型的兩相鈦合金，其小規(guī)格棒材被廣泛應(yīng)用于航空、航天、電站、油田、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域B—4。軋制是生產(chǎn)鈦合金小規(guī)格棒材的主要手段之一，連軋式高速線材生產(chǎn)方式在鋼材生產(chǎn)上應(yīng)用較多，適用于大批量、品種少的產(chǎn)品的生產(chǎn)。鈦合金棒產(chǎn)品具有小批量、多品種的需求特點(diǎn)，采用連軋式高速線材生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)其成本較高，目前鈦合金棒生產(chǎn)主要采用三輥橫列式軋機(jī)，因此對于橫列式軋機(jī)軋制變形過程的研究非常必要。軋制變形量作為軋制變形的重要因素之一，對軋制棒材的最終產(chǎn)品性能有著重要的影響，所以對于軋制變形量的研究意義重大。

 

等軸組織的TC4鈦合金坯料經(jīng)不同軋制變形量軋制后得到的棒材的室溫力學(xué)性能曲線。當(dāng)軋制變形量小于70%時(shí)，棒材組織破碎不明顯，組織中的等軸a相未發(fā)生顯著細(xì)化，同時(shí)組織中的等軸a相含量有一定的減少，且隨著軋制變形量的增加等軸a相含量減少的越多，這是因?yàn)楫?dāng)軋制變形量小于70%時(shí),對于橫列式軋制變形過程來說，此變形量不足以對原始等軸組織中的等軸a相進(jìn)行破碎，同時(shí)在軋制過程中由于軋制溫升的產(chǎn)生，使得組織中部分a相向(3相轉(zhuǎn)變，因此造成軋后鈦棒組織中等軸a相破碎不明顯，同時(shí)造成軋棒組織中等軸a相比原始坯料組織中的等軸a相含量有一定減少；當(dāng)軋制變形量超過70%后，軋棒組織開始發(fā)生破碎，原等軸a相得到了一定的細(xì)化，并且隨著軋制變形量的增加，組織破碎越明顯，形成的等軸a相越細(xì)小。由此可以看出，采用橫列式軋機(jī)進(jìn)行軋制變形時(shí)，對于等軸組織的原始坯料，若要獲得更加細(xì)小的等軸組織,則需要超過80%的軋制變形量才可以將原始的等軸組織破碎。軋制變形量為70%時(shí)，鈦棒的強(qiáng)度突然降低，塑性升高，這與顯微組織分析結(jié)果基本一致，這是因?yàn)橛捎诖俗冃瘟繛闄M列式軋制變形的臨界變形量，在此變形量下組織中的等軸a相含量降低，所以導(dǎo)致其強(qiáng)度降低，塑性升高。當(dāng)軋制變形量小于70%時(shí)，隨著變形量的增加，TC4鈦合金棒的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度降低，斷面收縮率和伸長率有一定升高；當(dāng)軋制變形量超過70%后，TC4鈦合金的強(qiáng)度隨著軋制變形量的增加明顯升高，塑性變化不大，這是因?yàn)楫?dāng)軋制變形量超過臨界變形量70%后，組織中的等軸a相得到了進(jìn)一步的破碎和細(xì)化，使組織中的等軸a相隨著軋制變形量的增加更加細(xì)小，同時(shí)含量也隨著變形量的增加而提高，從而造成軋后鈦棒的強(qiáng)度隨著變形量的增加而明顯升高。

 

通過以上分析可以看出，兩種組織類型的TC4鈦合金坯料經(jīng)軋制變形后，其室溫力學(xué)性能的變化與組織的演變規(guī)律基本一致，組織的演變決定了TC4鈦合金棒材的室溫性能。70%的軋制變形量是原始組織為等軸組織和魏氏組織的TC4鈦合金棒材的性能分界點(diǎn)。當(dāng)軋制變形量低于70%時(shí)，原始組織為等軸組織的TC4鈦合金棒材的強(qiáng)度隨著軋制變形量的增加而降低，塑性隨著軋制變形量的增加而升高；當(dāng)軋制變形量超過70%后，兩種組織類型的TC4鈦合金棒的室溫強(qiáng)度隨著軋制變形量的增加有很大的提高，塑性隨著軋制變形量的增加變化不大。(1)70%的軋制變形量為TC4鈦合金棒的室溫力學(xué)性能變化的分界點(diǎn)，TC4鈦合金棒材的強(qiáng)度和塑性在此變形量前后呈規(guī)律性變化。(2)對于原始組織為魏氏組織的TC4鈦合金棒，當(dāng)軋制變形量超過70%時(shí)，鈦棒的強(qiáng)度隨著軋制變形量的增加而顯著升高,塑性隨著變形量的增加變化不大；當(dāng)軋制變形量超過90%時(shí)，原始魏氏組織被完全等軸化,形成細(xì)小均勻的等軸組織,此時(shí)鈦棒的強(qiáng)度和塑性獲得較好的匹配。(3)對于原始組織為等軸組織的TC4鈦合金棒材，當(dāng)軋制變形量小于70%時(shí)，鈦棒組織破碎不明顯，組織中的等軸a相含量隨著變形量的增加而減少,同時(shí)鈦棒的強(qiáng)度隨著變形量的增加而降低,塑性隨著變形量的增加而增加；當(dāng)軋制變形量超過70%時(shí)，鈦棒組織發(fā)生明顯破碎和細(xì)化,變形量越大,組織破碎越明顯，同時(shí)鈦棒的強(qiáng)度隨著變形量的增加而明顯提高,塑性隨著變形量的增加變化不大。