1、媒介

Ti75合金名义成分为Ti-3Al-2Mo-2Zr
，是一种近α型船用钛合金
，拥有中强、高韧、可焊、耐蚀等特点
，用其造作的板、棒、锻件、铸件等半制品目前已宽泛利用于舰船动力系统中包办铜／钢复合结构
，使用成效优良。然而对于舰船管路系统所用半制品
，Ti75合金管材加工工艺目前还没有系统钻研过
，限度了其利用领域。

目枪合金管坯的出产步骤重要是钻孔挤压法和斜轧穿孔法
，由于钻孔挤压法造备管坯组织均匀
，工艺不变
，挤压变形后金属资料晶粒组织越发致密
，因而钛合金管坯造备大多选取此种步骤。斜轧穿孔法造备钛合金管坯
，我国在20世纪70年代就起头钻研了
，但是直到最近几年才得到宽泛利用。选取此种步骤造备钛合金管坯
，工艺单一靠得住
，资料利用率高
，出产效能高
，但是由于金属变形过程不均匀
，对工艺要求较为严格。为此本尝试针对Ti75合金特点
，选取挤压和斜轧穿孔工艺造备了Ti75合金管坯
，钻研了两种热加工工艺对管坯组织机能的影响
，确定了合理的工艺参数
，为Ti75合金管材批量出产打下基础。

2、尝试步骤

尝试所用Ti75合金棒坯是选取二次真空自耗电弧熔炼的φ480 mm铸锭
，经β区开坯
，α+β两相区精锻的步骤造备的。挤压工艺是在2500t卧式挤压机上进行的
，挤压棒坯的尺寸：φ213mm
，选取铜钢双包套
，挤压温度：700～850℃
，挤压比5~7。斜轧穿孔工艺是在60-H型两辊斜轧穿孔机上进行的
，穿孔坯料尺寸：φ88mm、φ108 mm、φ116 mm。

将精锻好的棒坯沿纵向切取试样进行高温拉伸尝试
，在造备出的管坯上沿纵向切取试样进行热处置及室温拉伸尝试
，比力其金相组织和力学机能。室温拉伸是在INSTRO-1185拉伸尝试机上进行
，拉伸试样按ASTN E8的划定造备
，工作部门宽12.5 mm
，标距长50 mm
，并利用光学显微镜观察组织。

3、了局与会商

3.1 挤压温度对管坯组织机能的影晌

由于Ti75合金属于中强钛合金
，选取挤压和斜轧穿孔工艺造备该合金管坯以前还没有试验过
，为了造订合理的热加工过程中的成形温度
，在Ti75合金锻棒上截取试样进行单向拉伸试验
，测试合金的高温力学机能(图1)。

从图1能够看出
，Ti75合金在变形温度超过600℃以来
，抗拉强度呈直线降落
，而合金的延长率升高并不显著
，只有超过800℃
，合金才阐发出优良的超塑性。因而
，在思考设备能力足够的情况下
，变形温杜爪选择在800℃以上比力相宜。

挤压温度是影响合金机能的沉要成分之一。因而选择相宜的挤压温度及挤压比是保障优良工艺塑性前提下
，获得综合机能优异管坯的先决前提。凭据图1数据并思考合金的相变点
，选择在750~850℃领域内钻研了挤压温度对Ti75合金挤压管坯机能影响的尝试
，试验造备的管坯规格为φ130 mm×13 mm
，管坯力学机能列于表1。

了局批注：随着挤压温度的升高
，变形后的管坯塑性变动不大
，850℃强度略有降低
，并且管坯表表质量较差。对比组织了局见图2
，发现挤压后的晶粒度产生了显著变动
，低温挤压管坯组织藐幼均匀
，并分歧水平的出现了回复和动态再结晶
，而高温挤压管材为粗壮的网篮组织
，注明随着挤压温度的升高
，在变形热的影响下
，合金现实的变形温度已经超过了相变点
，造成炼温挤压管材强度的降低。所以Ti75合金的挤压温杜爪以不超过850℃为宜。这样能够保障造备的管坯拥有较好的机械机能。

3.2 斜轧穿孔工艺对管坯组织机能的影响

斜轧穿孔工艺是无缝管材出产的沉要伎俩。它是利用沿轧造坯料纵向和横向上的拉应力作用
，使棒坯中心区金属产生微裂纹
，继而扩大为疏松区
，最后形成孔腔这一物理景象
，同时当轴心区金属出现疏松时
，顶头实时地参与塑性加工过程
，从而将实心圆坯(锻坯或轧坯)直接轧成毛管的加工步骤。Ti75属中强合金
，其变形抗力较大、导热机能差
，所以其管材加工较工业纯钛难题。在斜轧穿造备Ti75合金管坯工艺中
，影响管坯质量的成分好多
，除了正常的设备前提表
，加热温度和加热功夫是沉要参数
，若是节造不当
，必然容易在管坯表表产生缺点。参照合金高温力学机能
，其斜轧穿孔温度选择在相变点以上20～30℃
，加热方式选取感应加热+电阻炉保温。

3种规格管坯穿造过程较为顺利
，固然尾部内表表部门出现分层和藐幼裂纹
，但是管坯表表光滑
，尺寸均匀性较好。穿孔前后的组织如图3所示
，管坯力学机能见表2。

从表2中能够看出
，选取斜轧穿孔工艺造备的Ti75合金管坯力学机能良好
，除了φ110 mm×11 mm管坯有一个样品面塑率较低表
，3种规格管坯力学机能相当
，都拥有优良的塑性
，能够满足管材的后续制品开坯轧造工作。同时
，在金相显微镜下观察了3种规格管坯横、纵向组织。从组织图中能够看出
，钛合金棒材在斜轧穿孔加工后
，3种规格管材都是典型的网篮组织
，在组织图中还能够看到沿加工流线变形的原始p晶界。由于Ti75合金属于近a合金
，在相变点以上20~30℃热加工
，能够显著削减初生a相数最
，改善合金塑性
，使晶粒组织均匀细化。注明选取此工艺用斜轧穿孔机造各Ti75合金管坯是可行的
，管坯毋庸热处置就可满足后续冷轧加工要求。

3.3 热处置对挤压管坯机能的影响

为了后续冷轧加工
，对挤压好的Ti75合金管坯进行热处置。热处置试样均是在箱式退火炉中实现的。分歧退火温度下管坯力学机能见表3
，表中数据批注：4种温度退火样品均拥有优良的机能
，注明Ti75合金热处置退火温度领域较宽
，对成形工艺有较好的适应性。从组织回复、再结晶和机能两方面思考
，挤压管坯宜选取750~800℃/1 h
，AC热处置较为梦想。

4、结 论

1）选取钻孔挤压工艺能够造备出合格的Ti75合金管坯
，挤压温度在800～850℃
，挤压比5～7造备的管坯拥有较好的力学机能。

2）在相变点以上20～30℃斜轧穿孔工艺也能够造备中强Ti75合金管坯
，资料利用率比钻孔挤压法高15％
，并且造备的管坯不需热处置就可满足后续冷轧要求。

3）Ti75合金热处置温度领域较宽
，挤压管坯热处置温度宜选取750～800℃/1 h
，AC较为梦想。

参考文件

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