关于钛合金棒材轧制成型的研究进展

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TA22钛合金棒材组织与性能研究

TA22钛合金棒材组织与性能研究TA22钛合金是一种我国自主研发的近α型钛合金，其名义成分为Ti-3Al-1Mo-1Ni-1Zr，该合金具有较高的塑韧性，中温热强性和高温持久性，同时具有良好的抗腐蚀性，可长期使用于海洋盐雾环境中，在舰船、海洋工程、化工等方面有广泛的应用前景。

其加工性能良好，可采用常规锻造、挤压、轧制等方法加工成棒、饼、环、板等产品。

目前，在多批次TA22钛合金锻棒和锻件的工业化生产中，发现其室温拉伸塑性和室温冲击性能均不能稳定满足标准的要求。

为解决实际问题，优化产品锻造生产工艺，有必要系统研究TA22钛合金的锻造生产工艺、热处理制度以及组织与力学性能之间的匹配关系，以达到指导同类产品实际生产的目的。

试验试验材料试验选用我公司经两次VAR熔炼生产的TA22钛合金铸锭，铸锭直径为φ710mm，其化学成分如表1所示。

经金相法测定，其α+β/β相转变点为：945℃。

表1 试验用TA22合金锭化学成分（wt%）试验方法试验采用两种锻造工艺锻制φ150mm的成品棒材，具体方案如表2所示。

工艺A为原生产工艺，铸锭开坯后在β相区经2火次拔长锻造，α+β相区在β-(40～50)℃下经3～5火次拔长锻造，锻制成φ160～φ170mm棒坯；工艺A在β相区锻比累积大于6.5，α+β相区锻比累积大于6。

工艺B为优化后生产工艺，铸锭开坯后在β相区经2火次大变形镦拔锻造，α+β相区在β-(30～40)℃下经1火次镦拔锻造和3～5火次拔长锻造，锻制成φ160～φ170mm棒坯。

工艺B在β相区锻比累积大于14，α+β相区锻比累积大于10。

棒坯机加去除氧化皮和表面缺陷后得到φ150mm成品棒材。

表2 TA22合金棒材锻造工艺方案在成品棒材头部切取φ150mm×25mm横向样片，以观察棒材的R态低倍组织和边部、R/2处和心部的显微组织。

按表3中的3种热处理制度进行整体样片热处理后，在样片的R/2处取样检测横向力学性能，对比分析两种锻造工艺得到的棒材在3种热处理制度下力学性能的变化。

用田口方法研究H型钛合金板材轧制成型

用田口方法研究H型钛合金板材轧制成型Dyi-ChengChen1 Wun-SyuanGu1 Yeong-MawHwang21DepartmentofIndustrialEducationandTechnology,NationalChanghuaUniversityofEduca tion, Changhua500,Taiwan,ROC2DepartmentofMechanicalandElectro-MechanicalEngineering,NationalSunYat-senUnive rsity, Kaohsiung804,Taiwan,ROCCorrespondingauthor:dyi3510@摘要此项研究采用商业DEFORM TM三维有限元代码来研究H型Ti-6A1-4V合金板材轧制过程的塑性变形行为。

此项模拟是基于刚-塑性模型，并且假设上下辊是刚性体，轧制中产生的温度升高值是小到可以忽略不计的。

轧辊辊型的影响,轧辊和钛合金之间的摩擦，轧制温度，轧制力方向的辊半径，轧辊转矩和成品中产生的有效应变都是考虑在内的。

田口方法被用来优化H型轧制过程的参数。

结果显示对于目前的Ti-6A1-4V合金,这种优化H型轧制参数的方法是一种稳健设计方法。

关键词：有限元，钛合金，H型轧制，田口方法前言不同形状的分段金属板材或带材，比如V型、T型或H型，在电力或电子工业上被广泛地应用。

在各种各样的电子产品中，这些板材被用作功率晶体管的主要框架或连接器。

H型板材被广泛应用在建筑领域。

在制造过程中,规则形状的板材毛坯最初被固定口径轧制，然后经过通用的轧制过程形成所需的H型截面。

对于H型轧制已经做了大量的实验和分析。

例如，Mori et al.在专家系统的过程之中提出了一种方法来实现H型梁单元的自动分解。

Nishino et al.用纯铅做了大量的实验，对装有偏移立辊的轧机特性进行了研究。

Shikano et al在一系列的模型试验中用实验室用通用轧机来研究纯铝H梁单元的形成。

钛合金研究加工与应用的新进展

钛合金研究加工与应用的新进展钛合金是一种具有良好力学性能和低密度的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车和医疗器械等领域。

随着科学技术的不断发展，钛合金研究、加工和应用也有了新的进展。

本文将从材料设计、加工技术和应用领域三个方面讨论钛合金的新进展。

一、材料设计方面钛合金的材料设计主要包括合金元素选取和相结构调控。

目前，人们对钛合金中添加合金元素的选择和比例进行了更加精确和多样化的研究。

特别是通过添加微量元素，如稀土元素和微量金属元素，可以显著改善钛合金的力学性能和耐腐蚀性能。

此外，通过合金元素的调控，还可以实现钛合金的相结构调控，进一步改善材料的综合性能。

二、加工技术方面钛合金的加工技术是钛合金研究的重要内容之一、近年来，随着材料科学和加工技术的发展，出现了一些新的钛合金加工技术，如粉末冶金技术、杂质控制、热处理等。

其中，粉末冶金技术可以制备高性能的钛合金零件，具有较高的成型能力和性能一致性。

杂质控制可以有效提高钛合金的纯度和均匀性，进一步提高材料的力学性能。

热处理可以改善钛合金的晶粒尺寸和残余应力分布，提高材料的高温强度和疲劳性能。

三、应用领域方面钛合金的应用领域非常广泛，包括航空航天、汽车、医疗器械和化工等。

近年来，随着航空航天技术的不断发展，对于钛合金的需求越来越大。

钛合金可以用于制造飞机和火箭的结构件、航空发动机和航空航天器的推进装置。

在汽车工业中，钛合金可以制造高性能的汽车零件，如制动系统和发动机部件，具有较高的强度和耐腐蚀性能。

医疗器械是钛合金的另一个重要应用领域，由于钛合金具有生物相容性和生物相近性，可以用于制造人体植入物，如心脏支架和人工关节。

此外，钛合金还可以用于化工领域，用于制造耐腐蚀设备和高温反应容器。

综上所述，钛合金的研究、加工和应用在材料设计、加工技术和应用领域都有了新的进展。

随着科学技术的不断发展，相信钛合金的研究将会有更大的突破，并为各个应用领域带来更多的创新和发展。

TA36钛合金管材轧制工艺研究

两个规格管材道次加工量基本控制在 43.2%~57%，未出现大减径工艺设计，轧制过程中管材未出现轧制开裂、轧折等缺陷，管材表面质量及尺寸精度满足要求，加工工艺比较合理。道次加工量及管材超声合格率等方面考虑，管材轧制工艺设计比较合理。 4.2 材料加工难度
从管材挤压、轧制加工过程看，管材加工难度与 TA10 加工难度相当；从探伤结果看，探伤合格率较高，有 TA2、 TA10 管材探伤结果相当；从力学性能测试结果看，TA36 强度较 TA10 强度稍高。
制在 43.2%~57%。基本的工艺流程为：管坯修理→冷轧→除油→酸洗→
退火→矫直→修理→內铰→酸洗→成品冷轧→除油→酸洗 →退火→矫直→超声→检查→包装 2.4 退火工艺 2.4.1 力学性能统计
退火温度对产品的组织性能有很大的影响，不同退火温度下的产品的金相组织是不同的，反映出产品的性能也是不同的。对冷轧管材选用 600 ℃ ×1h、650 ℃ ×1h、 700℃ ×1h、750℃ ×1h 的热处理制度进行退火处理。进行力学性能检测，性能检测结果见图 1。
L 前沿技术 eading-edge technology
图 4 600℃ X1h-L 200X 图 5 600℃ X1h-T 200X
表 2 力学性能检验结果
规格
温度标准要求
Rm ≥ 500
Rp0.2 ≥ 400
A50mm ≥ 20
572
434
[1] 《稀有金属材料加工手册》编写组 . 稀有金属材料加工手册［M］. 北京：冶金工业出版社 ,1984:668-669
[2] 谢惠茹 . 我国钛及钛合金研发及进展【J】. 稀有金属快报 ,2007,26（8）： 7-9

TC16钛合金板材冷轧工艺及组织性能研究

Vol. 38 No. 1Februare 2021Ti 穀臧第38卷第1期2021年 2月TC16钛合金板材冷轧工艺及组织性能研究刘志强％，张青来%，韩伟东2，柏秋生％(1.江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013) (2.宝鸡市博信金属材料有限公司，陕西宝鸡721013)摘要：进行了 TC16钛合金板材多道次冷轧试制，利用光学显微镜、扫描电镜和X 射线衍射等手段研究了变形量对冷轧板材微观组织与力学性能的影响。

结果表明：a+/3两相TC16钛合金板材冷轧加工是可行的，其极限冷变形量达到79%,冷轧板材表面无裂纹。

大幅度冷轧变形后，TC16钛合金组织为分布均匀的纤维状结构，且存在极少量未充分变形的a 晶粒，并伴有应变诱导的a"马氏体相产生；度和显微硬度均大程度的，发生明显的冷形变$关键词：TC16钛合金；冷轧；微观组织；力学性能中图分类号：TG337. 6文献标识码：A 文章编号：1009-9964(2021)01-020-05Study on Cold Rolling Technology ，Microstructures and Mechanical Propertiesof TC16 Titanicm Alloy SheetsLiu Zhiqiang 1，Zhang Qinglai 1，Han Weidong 2，Bai Qiusheng 1(1. School of Material- Science and Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang 212013，China )(2. Baji Boxin Metal Material- Co.，Lth.，Baji 721013，China )Abstraci : The multi-pas colvolld tests of TC16 titanium Lloy sheets were produced . The effect of deformation onmicrostructures and mechanicol properties of colvolld sheets were studied by opticol microscope ， sconning electronmicroscope and Xvay difraction. The results show that the cold of a +0 two-phase TC16 titanium Lloy sheetsis feasible ，and the limit cell deformation cm reach 79% without any cracks on the surface. After larve-sca-e coldrolling deformation ，the TC16 titanium Lloy microstructure becomes a uniformly distribuWd fibrous structure ，and they are few incompletely deformed a grains ， accompanied by strain-induced a" martensitic phase. Meanwhile ， theimprovement of tensile strength and microhardnes ，and obvious coll deformation strengthening is obtained .Key words ： TC16 titanium Lloy ; cold rolling ； microstructure ； mechanicol properties钛合金紧固件在飞机上使用不仅可以达到减重、耐的目的，而且钛合金与碳纤维复合材料构件连接的最佳连接件[1，2]$ TC16 (Ti-3Al-5Mo-4. 5V )钛合金 a +0两相合金，热轧或热拉拔加工成棒材和丝材，大用备航空紧固件[3-5]$退火态TC16钛合金棒材或丝材具有良好的冷加工塑性，其室温冷徵比达到1：4,冷Y 后可直接使用或固溶时效后使用[6-8]$ 来[9'11]对TC16钛合金熔炼工艺、锻造、热轧、热处理规范以收稿日期：2020-10 - 09通信作者：张青来(1962—)，男，博士，教授。

国内外钛合金研究的发展现状及趋势

国内外钛合金研究的发展现状及趋势钛合金作为一种重要的结构材料，具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和优异的高温性能等特点，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械和能源领域等众多领域有着广泛的应用。

随着技术的进步和需求的增加，钛合金研究正不断取得新的突破，呈现出以下发展现状和趋势。

一、国内外钛合金研究的发展现状1.1 国内发展现状我国钛合金研究始于20世纪50年代末，经过几十年的发展，已经取得了显著成果。

目前，我国已经建立了一批具有国际领先水平的钛合金研发和生产基地，如中国航空工业集团公司、中国船舶重工集团公司等。

同时，我国还建立了完善的钛合金材料标准体系和质量监测体系，提高了钛合金材料的质量和可靠性。

1.2 国外发展现状国外钛合金研究起步较早，已经形成了较为完善的产业体系。

美国、俄罗斯、日本和欧洲等国家和地区在钛合金研究和应用方面具有很强的实力。

这些国家和地区在钛合金材料制备、加工和应用等方面积累了丰富的经验，并取得了一系列重要的科研成果。

二、国内外钛合金研究的发展趋势2.1 新材料的研发随着科技的进步，越来越多的新材料被应用于钛合金领域。

例如，纳米材料、复合材料和多功能材料等，这些材料具有更好的性能和更广泛的应用前景。

因此，未来的钛合金研究将更加注重新材料的研发，以提高钛合金的性能和应用范围。

2.2 制备技术的创新钛合金的制备技术是钛合金研究的重要方向之一。

当前，粉末冶金、熔体冶金和快速凝固等制备技术已经取得了一定的成果。

未来，钛合金研究将更加注重制备技术的创新，以提高钛合金的制备效率和质量。

2.3 加工技术的改进钛合金的加工技术对于提高钛合金的应用性能至关重要。

目前，锻造、轧制、拉伸和挤压等加工技术已经得到广泛应用。

未来，钛合金研究将更加注重加工技术的改进，以提高钛合金的加工性能和产品质量。

2.4 应用领域的拓展随着技术的发展和需求的增加，钛合金在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域的应用将越来越广泛。

EBM成型TC4钛合金研究进展

EBM成型TC4钛合金研究进展关键词：EBM成型；TC4钛合金；研究进展；微观组织；力学性能一、引言电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）成型技术是一种先进的金属增材制造技术，它可以直接从数字模型中构建复杂的金属零部件。

相比传统的加工技术，EBM成型具有快速、高效、定制化程度高等优点，因此在航空航天、航空航天、医疗器械等领域得到了广泛的应用。

在金属材料加工领域，钛合金因其低密度、高强度、优良的耐热、耐腐蚀性能，以及良好的生物相容性，成为研究的热点之一。

TC4（Ti-6Al-4V）合金是一种常用的钛合金材料，其综合性能优异，广泛应用于航空航天、航空发动机、医疗器械等领域。

本文对近年来EBM成型TC4钛合金的研究进展进行了综述，以期为相关领域的学者和工程师提供参考。

二、TC4钛合金的性能优势TC4钛合金主要由钛、铝和钒组成，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，是一种理想的结构材料。

其主要优点包括：1. 低密度：TC4钛合金的密度为4.43g/cm³，仅为铁的一半左右，是一种理想的轻量化结构材料。

2. 高强度：TC4钛合金具有优异的强度-重量比，屈服强度达到880MPa，抗拉强度达到950MPa，同时具有较好的塑性和韧性。

3. 耐腐蚀性能：TC4钛合金具有优异的耐腐蚀性能，在常温下能够抵抗氧化和盐水腐蚀，因此在海洋工程和生物医学应用中有广泛的应用。

4. 良好的生物相容性：TC4钛合金对人体组织具有良好的生物相容性，被广泛应用于人工关节、牙科植入物等领域。

由于其优异的性能，TC4钛合金在航空航天、医疗器械、汽车工业等领域有着广泛的应用前景。

1. EBM成型工艺参数优化EBM成型工艺参数的优化对于TC4钛合金的成型质量和性能具有重要的影响。

目前，学者们通过设计实验，分别研究了激光功率、扫描速度、层间距离等工艺参数对成型件密实度、残余应力、微观组织等性能的影响，在工艺参数优化方面已经取得了一定的成果。

钛及钛合金高速压制成形规律及性能的研究

随着冲击能量增加,Ti-Nb-Zr及Ti-Nb-Ta-Zr合金的烧结密度、硬度、抗拉强度及压缩强度增加,烧结收缩率减小。烧结后,TiNb-Zr合金体积略微缩小,Ti-Nb-Ta-Zr合金体积略微膨胀。
冲击能量为1805 J时,Ti-Nb-Zr合金有最大烧结密度为4.79 g/cm3,最大硬度值为456 HV0.30;Ti-Nb-Ta-Zr合金最大烧结密度为5.53 g/cm3,最大硬度为325 HV0.30。过长或过短的烧结保温时间都不利于试样获得高的抗拉强度。
高速压制过程中,钛颗粒发生了破碎及塑性变形;另外,钛颗粒在致密化过程发生剧烈摩擦、变形及绝热压缩产生了大量热能,导致了温升效应,有利于纯钛压坯的致密化,且有冷焊现象产生。 Ti-13Nb-13Zr及Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr钛合金生坯密度及径向弹性后效随冲击能量的增加而增加。
冲击能量为1805 J时,Ti-Nb-Zr有最大生坯密度为4.72 g/cm3(相对密度为94.0%),Ti-Nb-Ta-Zr有最大生坯密度为5.63 g/cm3(相对密度为94.1%)。由于粉末体成分及粒径等因素不同, 钛合金生坯弹性后效不同,Ti-Nb-Zr生坯的径向弹性后效增加值随着冲击能量增加而减小,而Ti-Nb-Ta-Zr生坯径向弹性后效增加值随之增加。
冲击能量为1805 J且烧结保温2.0 h时,Ti-Nb-Zr合金最大抗拉强度为1167 MPa,Ti-Nb-Ta-Zr合金最大抗拉强度为630 MPa。在钛合金中加入TiB2,TiNbZr/TiB2及TiNbTaZr/TiB2试样的硬度随着冲击能量增加而增加。
冲击能量为1805 J时,含有12%TiB2的TiNbZr材料(TNZ4)有最高硬度值为558 HV0.30,含有12%TiB2的TiNbTaZr材料(TNTZ4)有最高硬度值为490 HV0.30。而TiNbZr/Ti B2及TiNbTaZr/TiB2试样的抗拉强度与冲击能量成正比,但随着TiB2含量的增加而减小, 含有3%TiB2的TiNbZr材料(TNZ1)有最大抗拉强度为765 MPa,含 3%TiB2的TiNbTaZr试样(TNTZ1)最大抗拉强度为702 MPa。

钛合金轧制新工艺

钛合金精密轧制新工艺摘要：随着我国经济的飞速发展以及科学技术的不断进步，我国钛合金材料以其独特的优势特点，广泛地应用到了军事、医疗等各个领域，对于推动我国的发展做出了重要的贡献。

本文通过对钛合金性能特点、研究现状和生产过程技术的难点出发，对钛合金轧制的先进加工工艺进行了简要介绍。

关键词：钛合金；精密轧制；新工艺。

0、引言：金属钛作为一种稀有金属，是优质的耐蚀轻型结构材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料，这些优点使钛被称为继钢铁、铝之后崛起的“第三金属”和“战略金属”。

目前钛合金的研究正向着高性能化、低成本化方向发展，但钛合金轧制加工技术还不是很成熟，其产品难以满足高端市场的需求。

为了制造满足性能要求的钛或钛合金可用部件，半成品必须加工成最终形状。

这要求采用与其它常用金属相似但又具有自身特点的加工成型方法。

由于钛产品的初期成本已经相对较高，而人们又试图最大限度地降低加工成本，并同时希望达到其最佳性能。

因此，精心选择加工路线和开发加工工艺特别重要。

因此，针对钛合金轧制成型特点，论述了通过改进轧制工艺提高钛合金综合性能的方法，并指出了钛合金轧制存在的问题和今后的发展方向。

1、钛合金性能特点钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。

钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构。

钛，882℃以上为体心立方的日钛。

钛合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：α钛合金，β钛合金和α+β钛合金。

由于合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，是航空业。

医疗业等行业的重要原材料。

钛合金性能特点主要表现在：（1）强度高、热强度高、耐蚀性好钛合金的密度一般在 4.5g/cm3左右，仅为钢的 60%，但钛合金的比强度（强度、密度）远大于其他金属结构材料。

其次，钛合金热稳定性好，在中等温度下仍能保持所要求的强度，在 300℃～500℃条性下，仍有很高的比强度，约为铝合金的 3～4 倍。

钛合金对应力腐蚀的抵抗力特别强，且表面形成的致密的氧化膜对酸、碱、氯化物、氯的有机物品具有优良的抗蚀能力。

EBM成型TC4钛合金研究进展

EBM成型TC4钛合金研究进展EBM（Electron Beam Melting）是一种先进的金属添加制造技术，已被广泛应用于制造高性能的钛合金材料。

TC4钛合金是一种具有优异机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能的常见钛合金。

本文将介绍EBM成型TC4钛合金的研究进展。

近年来，随着EBM技术的不断发展和改进，研究人员对于EBM成型TC4钛合金进行了广泛研究。

研究集中在材料性能优化、成型工艺优化和微观组织控制等方面。

对于材料性能的优化，研究人员通常从合金元素的选择和配比入手。

通过添加适量的合金元素，如铝、钒等，可以显著提升材料的耐热性能和机械性能。

通过调节成型工艺参数，如成型温度、速度和气氛等，也可以改善材料的力学性能和表面质量。

成型工艺的优化是研究人员关注的焦点之一。

在传统的EBM成型过程中，容易出现制品形状失真、表面粗糙度高和残余应力增加等问题。

为了解决这些问题，研究人员尝试采用预加热、气氛调控和快速冷却等工艺措施。

通过合理选择工艺参数，可以有效降低成型过程中的残余应力，提高制品的力学性能和表面质量。

微观组织的控制也是研究人员关注的热点。

TC4钛合金具有复杂的相转变行为，因此微观组织的控制对材料性能的影响非常重要。

研究人员通过调节成型工艺参数和合金元素的配比，成功实现了TC4钛合金的细晶化和相组织的均匀分布。

这些改进可以显著提高材料的塑性变形能力和疲劳寿命。

EBM成型TC4钛合金的研究进展取得了显著的成果。

通过优化材料性能、成型工艺和微观组织，可以制备出具有优异性能的TC4钛合金制品。

目前仍存在一些问题，如成本高、成型速度慢等。

未来的研究方向应进一步降低成本、提高成型效率，以促进EBM技术在TC4钛合金制造中的应用。

超大规格TA15钛合金棒材锻造工艺研究

ＡｎＹａｏｈｕｉ，ＧａｏＢｏ，ＭａＬｏｎｇ，ＹｕｅＸｕ，ＹｕＨａｉｈｕｉ
（１．ＢａｏｊｉＴｉｔａｎｉｕｍＩｎｄｕｓｔｙｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａ＠７２１０１４，Ｃｈｉｎａ）（２．ＳｔａｔｅＮｕｃｌｅａｒＢａｏｔｉＺｉｒｃｏｎｉｕｍＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａ＠７２１０１３，Ｃｈｉｎａ）
第３０卷第５期
２０１３正
１０月
Ｔｉ黼
０Ｖｃｏｔ１ｏ．ｂ３ｅ０ｒＮ２０ｏ．１５３
超大规格ＴＡ１５钛合金棒材锻造工艺研究
安耀辉，高博，马龙，岳
（１．宝钛集团有限公司，陕西（２．国核宝钛锆业股份公司，陕西宝鸡宝鸡
旭，于海慧
７２１０１４）７２１０１３）
摘要：分别采用一次镦拔、两次镦拔和直接拔长３种开坯锻造工艺锻制了００ｍｍＴＡ１５钛合金棒材，并对比分析了棒材的低倍组织、显微组织、力学性能以及探伤杂波水平。结果表明，在铸锭开坯时通过两次镦拔变形增加卢相区的变形量，在中间锻造及成品锻造时保证变形量分别大于４０％和３０％，再经８００℃ × ２ｈ／ＡＣ热处理后，可以得到边
不均匀及温度不均匀，从而导致棒材边部及心部的
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｌｆａｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅｂａｒｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｕｓｉｎｇｄｏｕｂｌｅｕｐｓｅｔ — ｄｒａｗｐｒｏｃｅｓｓｉｎｉｎｇｏｔｃｏｇｇｉｎｇｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｉｎｒｅｇｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ４０％ａｎｄ３０％ｉｎｔｈｅｉｎ —

一种紧固件用tc4钛合金棒材的制备方法

一种紧固件用tc4钛合金棒材的制备方法哎呀，这可真是个有趣的话题。

你知道吗，我最近在工厂里看到了一种特别的东西，就是那种用来固定东西的金属棒，叫做TC4钛合金棒。

这玩意儿可不一般，它轻得像羽毛，但又结实得像石头。

我得说，这玩意儿的制作过程，简直就是一场金属的魔法秀。

首先，得从一块巨大的钛合金开始。

这块金属，它的颜色有点像银，但比银要暗一些。

工人们把它放在一个巨大的熔炉里，那熔炉热得跟火山似的，能把金属熔化成液体。

你可能会想，这金属会不会烧坏啊？嘿，别担心，钛合金这玩意儿，它就是耐高温的料。

熔化之后，工人们会用一个巨大的模具，把熔化的金属倒进去。

这个模具的形状，就是棒材的最终形状。

然后，他们得等上好一会儿，让金属慢慢冷却，变成固体。

这个过程，就像是给金属洗澡，但是用的是冰水，而不是热水。

冷却之后，棒材就成型了，但是这时候的棒材，表面还不是很光滑。

所以，工人们会用一种叫做“轧制”的方法，把棒材压得更紧实，表面也更光滑。

这个过程，就像是用擀面杖擀面团，只不过这里的面团是金属的。

轧制之后，棒材就差不多准备好了。

但是，为了确保它的质量，工人们还会进行一系列的测试。

他们会用一种叫做“拉伸测试”的方法，看看棒材能承受多大的拉力。

还有“硬度测试”，看看棒材有多硬。

这些测试，就像是给棒材做体检，确保它们健康强壮。

最后，这些棒材就会被送到需要它们的地方，比如飞机制造厂、汽车厂，或者是建筑工地。

它们会被用来固定各种东西，比如飞机的机翼，汽车的车身，或者是大楼的框架。

这些棒材，虽然看起来很普通，但是它们的作用可大了。

所以你看，这TC4钛合金棒的制备方法，虽然听起来挺复杂的，但其实也挺有意思的。

它就像是金属的变形记，从一块普通的金属，变成了能支撑起整个结构的紧固件。

这过程，就像是看着一个孩子长大，从一个小小的婴儿，变成了一个强壮的成年人。

这不仅仅是金属的魔法，更是人类智慧的结晶啊。

钛合金棒材轧制的孔型设计与应用

＝７ｍ３ｍ。
２４中间断面尺寸确定．
、二道次为例说明计算方法。
根据公式，孔型槽口宽Ｂ＝ｈ＋△ ，△为１～４
ｍｍ，取Ｂ＝４．ｍ。ｋ０４ｍ扩张角０＝５。３。辊缝ｓ０１０２ｈ＝５５～．ｍ，取ｓ＝（．５～．）２．７４ｍ＝
６ｍｍｏ
Ｄ＝７２４佩
产生了角部裂纹，后续加工会产生缺陷，直接影响
圆棒，其轧制总延伸系数为：
３１．４×（）
∑ — — ３・２４５
到轧制钛及钛合金棒材的质量和成品率。
在钢材轧制中广泛应用椭圆一圆孔型系统，其主要优点是轧制前后轧件断面形状变化平滑过渡，
目前，国内钛及钛合金棒材轧制普遍采用椭圆一
方孔型系统，优点为道次延伸系数大，轧制道次少，
轧制过程中温降小，轧件在孔型中稳定性好 ¨ 。但是宝钛股份有限公司在使用中发现，轧制过程中棒材易出现裂纹和折叠等缺陷，棒材成品率低且后续
根据钢材轧制工作经验，一对椭圆一圆孔型的延伸系数应在１３．０～１６．９范围内，再根据孔型设计
原则将总延伸系数合理地分配给各对孔型。２３各个等轴断面尺寸计算．根据延伸系数和体积不变定律，计算各个等轴
第２９卷第４期

钛及钛合金管材轧制工艺研究现状

5作者单位：宝鸡钛业股份有限公司，陕西宝鸡 721014钛及钛合金管材轧制工艺研究现状Research Status of Ti and Ti Alloy Pipe Rolling Technology供稿|刘伟，张耀斌，侯振杰 / LIU Wei, ZHANG Yao-bin, HOU Zhen-jieDOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2019.06.002钛及钛合金具有比强度高、熔点高、耐蚀性好、弹性模量低、无磁且生物相容性好等优点，广泛应用于工作的零件、结构件和紧固件以及航空航天、海洋开发、医疗和运动器材等领域[1-2]。

世界各国都在大力发展钛及钛合金生产。

据估计，目前全球钛及钛合金的生产能力已超过消费需求量的2~2.5倍，因而钛及钛合金世界市场竞争激烈。

钛合金管材分为无缝管和有缝管，无缝管的加工方法有拉伸、斜轧、挤压、轧制或拉伸—轧制等。

而钛及钛合金轧制管的生产过程主要有管坯制备、轧制、热处理等三个部分。

钛合金管材冷轧是先进的管材生产方法。

第一台冷轧管机问世于1930年，由于各种形式的冷轧管机的不断出现，以及冷轧管工艺的日益完善，使得管材工业的发展得到了长足的进步。

钛合金管材轧制的特点目前，低强度、低合金化的钛及钛合金无缝管的加工技术比较成熟，均采用冷轧真空退火工艺。

管材冷轧相对于其他生产方法(如：管材的拉伸生产)具有如下优点：(1)冷轧管材时，金属在变形区中始终处于三向压应力的作用之下能充分发挥金属的塑性，同时在多段孔型中实现分散变形，因此能采用较大的变形量。

(2)冷轧后的管材，其尺寸精确，内表面光洁，并且具有较高的机械性能。

(3)冷轧管可生产各种规格的小直径薄壁管以及各种断面不规则的异型管材。

一般用两辊式冷轧管机轧制的管材外径最小为15 mm ，壁厚可薄至0.5 mm ；而用三辊式冷轧管机轧制的管材最小外径可为3 mm ，壁厚薄至0.08 mm 。

(4)冷轧管的成品率高，废品损失少。

EBM成型TC4钛合金研究进展

EBM成型TC4钛合金研究进展EBM（电子束熔化）成型是一种射流加热技术，它通过将电子束聚焦在金属粉末上，并逐层加热，使其熔化和固化，从而实现部件成型。

相比传统的制造工艺，如铸造、锻造等，EBM成型技术具有控制成型过程、材料成分可控以及精度高等优点，因此被广泛应用于制造领域。

TC4钛合金是一种广泛使用的高强度、高刚性的钛合金，具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和热处理性能，因此在航空航天、能源、医疗等领域得到了广泛应用。

然而，传统制造方法所制造的TC4钛合金件存在着气孔、裂缝等缺陷，从而影响材料的力学性能和使用寿命。

而EBM成型技术可以显著改善TC4钛合金材料的缺陷和表面质量，从而提高其力学性能和使用寿命。

针对TC4钛合金的EBM成型技术研究进展如下：EBM成型工艺参数包括电子束功率、扫描速率、层厚等，这些参数对成型件的密实度、热变形、裂纹及晶界性质等方面有重要影响。

因此，针对TC4钛合金不同工艺参数下的EBM成型工艺优化进行研究已经成为关键问题。

通过研究表明，适当增加层厚、降低扫描速度和提高功率是优化改善TC4钛合金EBM成型工艺的关键。

通过SEM、TEM等材料表征技术对TC4钛合金的EBM成型材料的微观结构和晶粒结构进行了研究。

研究结果表明，使用EBM成型工艺可以获得均匀细小的晶粒结构，晶粒尺寸远小于传统工艺制造的TC4钛合金件，从而有效提高了材料的力学性能和抗疲劳性能。

3. TC4钛合金EBM成型工艺与合金元素析出的关系EBM成型工艺对TC4钛合金合金元素析出的影响也受到研究者的关注。

研究表明，EBM 成型工艺可以有效抑制Ti-Al-V合金元素的析出，从而大大提高了TC4钛合金材料的力学性能和热稳定性。

总之，随着EBM成型技术的不断发展，它将成为制造领域中不可或缺的一种技术手段。

针对TC4钛合金的EBM成型技术研究已经取得了显著进展，但仍存在一些挑战，如工艺参数优化、微观结构调控等方面。

未来研究的方向将聚焦于深入理解EBM成型技术对TC4钛合金材料微观结构、组织性能及力学性能的影响机制，实现对材料的精确控制和优化。

EBM成型TC4钛合金研究进展

EBM成型TC4钛合金研究进展EBM成型(Titanium Alloy)TC4合金研究进展引言EBM成型是一种逐层熔化制造方法，它使用电子束能量进行定向熔化制造。

该技术适用于金属材料，特别是钛合金。

TC4钛合金是一种常见的β型热处理钛合金，具有良好的机械性能和良好的耐腐蚀性能。

近年来，随着3D打印技术的快速发展，EBM成型对TC4钛合金的制造也取得了一些重要的进展。

本文将针对EBM成型TC4钛合金的研究进展进行探讨。

1. EBM成型工艺EBM成型是一种以粉末为原料的增材制造技术，采用电子束熔化的方式逐层堆叠构建出三维结构。

该技术具有高效、高精度、可制造复杂结构等优点。

在EBM成型工艺中，首先需要将钛合金粉末均匀铺设在制造床上，然后通过电子束能量来熔化粉末，形成一个薄层。

接着，制造床下降一层，再次铺设粉末，重复上述过程直至制造完整的零件。

通过控制电子束能量、扫描速度等参数，可以实现对零件的精确控制。

2. EBM成型TC4钛合金的特点TC4钛合金是一种β型热处理钛合金，具有优异的机械性能和抗腐蚀性能。

利用EBM成型技术对TC4钛合金进行制造，可实现复杂结构零件的制造，并且可以提高材料利用率，减少浪费。

与传统制造方式相比，EBM成型还能够降低生产成本、缩短制造周期，为TC4钛合金的应用提供了新的可能性。

3. EBM成型TC4钛合金的研究进展近年来，针对EBM成型TC4钛合金的研究取得了一些进展。

研究人员致力于优化EBM成型工艺参数，以提高TC4钛合金零件的密实度和力学性能。

也在研究粉末特性、成型温度、扫描速度等工艺参数对TC4钛合金微观组织和性能的影响。

通过实验和模拟，不断优化工艺参数，提高TC4钛合金零件的质量和性能。

结论EBM成型TC4钛合金是一种具有广阔应用前景的制造技术。

通过不断优化工艺参数和深入研究材料特性，可以实现对TC4钛合金零件的高效制造。

随着EBM成型技术的不断发展，相信TC4钛合金将在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域发挥重要作用。

钛合金TC4锻造工艺研究

钛合金TC4锻造工艺研究发布时间：2023-02-20T06:05:48.216Z 来源：《建筑实践》2022年10月19期作者：刘飞任辉刘艳春[导读] 钛合金具有质量轻、比强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点刘飞任辉刘艳春内蒙古北方重工业集团有限公司内蒙古包头市 014030摘要：钛合金具有质量轻、比强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点，在国防军工和国民经济中被广泛应用。

但在锻件生产过程中，由于TC4材料组织在变形过程中对变形温度和变形程度极为敏感，容易出现大批量高低倍组织不合格的现象，进而影响钛合金材料的塑性和高温强度，这些不合格组织如粗大晶粒、魏氏组织等对于宇航军工产品来说是致命的隐，因此近些年来有效控制TC4锻件的组织成为研究热点。

本文主要对钛合金TC4锻造工艺进行了简单的探讨，以供相关人员参考。

关键词：TC4钛合金；锻造；工艺研究引言随着塑性成形加工技术的不断发展，市场对锻件产品质量要求不断提高，了解和掌握生产加工工艺对产品质量的影响，并通过控制工艺参数来提高产品质量是非常重要的。

其中，锻造是塑性变形中的一种代表性工艺，通过对锻件进行反复的镦粗拔长使锻件产生较大的变形、累积较大应变，主要目的是细化晶粒、消除锻件内部缺陷、提高锻件性能，总体上使合金材料的组织性能得到改善，并且锻件的内部组织、力学性能和服役寿命均超过了铸件。

然而锻件在锻造过程中容易产生裂纹并影响锻件的合格率，而损伤值的大小是衡量锻件塑性变形过程中裂纹出现几率的指标，当锻件损伤值达到临界值时裂纹萌生。

因此，了解不同锻造工艺参数下的损伤值，对保证锻件成形质量、提升锻件在服役期间的可靠性具有重要意义。

1、TC4钛合金的概述钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。

（1）钛合金的热导率低。

钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。

（2）钛合金的弹性模量较低。

轧制工艺对TC20钛合金小规格棒材组织和力学性能的影响

0.0020.005
0.150.18
（ｂ）工艺Ｂ图 3 TC20 钛合金 Φ13.5mm 棒材显微组织
图 3 为采用两种轧制工艺得到的 TC20 钛合金 Φ13.5mm 棒材显微组织，由图 3 看出两种热连轧工艺得到
2 世界有色金属 2021年 12月下
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钛合金因强度高、比重小、综合力学性能优良和生物相容性好等优点，用其制作的骨板、螺钉、髋关节假体、血管支架、心脏瓣膜、牙种植体等产品在生物医学领域得到了广泛应用 [1,2]。早期，医用材料中用的最多的是纯钛和 Ti6Al-4V 合金，但纯钛强度较低、耐磨性较差，使得 Ti6Al-4V 合金逐渐占据了市场主导地位 [3,4] ；然而，Ti 在组织液中会发生腐蚀，种植体周围会出现含 Ti 的黑色颗粒沉积，Ti-6Al-4V 合金在人体中会释放含有钒（V）的有毒元素，近年来，许多国家都在研究开发新型、不含有害元素、生物相容性好、弹性模量低以及具有优良疲劳、断裂性能的外科植入医用钛合金材料。 [5,6]
轧制工艺对 TC20 钛合金小规格棒材组织和力学性能的影响
关蕾1，2，魏高燕2，李瑞1，2，张源田1，2
（１．宝钛集团有限公司，陕西宝鸡７２１０１４；２．宝鸡钛业股份有限公司，陕西宝鸡７２１０１４）
摘要：采用两种轧制工艺制备了ＴＣ２０钛合金 Φ１３．５ｍｍ小规格棒材，利用光学显微镜和万能拉伸试验机分析不同轧
为了提高产品的使用寿命，外科植入物用 TC20 合金棒材的显微组织要尽量细小均匀，GB/T 13810-2007 标准中要求棒材横向显微组织应符合 ETTC2 中 A1~A9 级，但目前市场采购需求的 TC20 合金棒材均要求横向组织稳定于 A1~A5 级。国内对于 TC20 合金热处理研究较多，但相对于生产加工方面的研究却报道甚少，本文通过对 TC20 合金棒材轧制工艺进行研究，旨在为现场生产提供更多的技术参考数据，以望 TC20 合金尽早在生物用材方面与国际接轨。

钛合金棒线材轧制过程模拟分析的开题报告

钛合金棒线材轧制过程模拟分析的开题报告
一、研究背景和目的
钛合金是一种高强度、低密度、优良的耐腐蚀性和高温性能的金属
材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

钛合金的
加工难度较大，需要采用先进的材料加工技术。

其中，棒线材的制备是
钛合金加工的重要环节之一，而其加工成形过程对材料性能的影响极大。

因此，本研究的主要目的是通过对钛合金棒线材轧制过程进行模拟
分析，提高其制备过程的效率和产品质量，为钛合金加工领域的发展做
出贡献。

二、研究内容和方法
本研究将以轧制钛合金棒线材的过程为研究对象，通过建立数学模
型和有限元模拟分析的方法，对加工过程进行模拟和分析。

具体内容包括：
1. 建立轧制过程的数学模型：构建模型时需要考虑棒线材的材料特性、轧机的结构参数、轧制工艺参数等因素。

2. 模拟分析：运用有限元分析方法对建立的数学模型进行模拟，同
时考虑材料力学特性和温度变化等实际情况，得出轧制过程中的应力、
应变、温度等数据。

3. 结果分析：基于模拟得出的数据，分析轧制过程中的变形、应力
分布、热变形、质量变化等因素，探究轧制过程中的关键问题。

三、预期成果
本研究通过对钛合金棒线材轧制过程进行模拟分析，可以得出轧制
过程中的重要数据和分析结果，从而提高产品质量和制备效率，为钛合
金加工领域的发展做出积极贡献。

同时，为钛合金加工领域的进一步发
展提供了可靠的理论依据。

TC9钛合金锻棒的生产工艺及组织与性能研究

TC9钛合金锻棒的生产工艺及组织与性能研究第２期陈国财等：ＴＣ９钛合金锻棒的生产工艺及组织与性能研究化、均匀化组织的目的。

在拍５ｒａｎｌｘＬｍｍ成品棒材上抽取试样，采用６００℃×ｌｈ＋ＡＣ低温退火处理。

对热处理后的样品进行组织形貌观察和力学性能测试。

３ＴＣ９钛合金锻棒的组织与性能３．１增加锻比有利细化组织表２为各批次ＴＣ９钛合金锻棒退火后的力学性能。

表中３个批号的试样同是拍５ｎ吼×ＬＨｉｍ的锻棒，经过同样的退火处理，但它们锻比不同：０８０７—１８批号棒材未经多轴向变形，它的锻比为４；０８０８—１批号锻棒经二镦二拔锻造，锻比为５．２；而０９０２—５批号经多轴向变形棒材，锻比为６．７５。

从表２中可以看出，３个批号的性能数据差别较大，尤其塑性指标断面收缩率变化很大。

０９０２—５批号的断面收缩率较０８０７—１８批号提高了７９．３％。

图ｌ为退火后各批次ＴＣ９锻棒的显微组织。

可以看出，增加锻比对晶粒细化、提高塑性起了重要作用。

表２ＴＣ９钛合金锻棒的力学性能Ｔａｂｌｅ２ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｏｒｇｅｄｂａｒｏｆＴＣ９ａ１１０ｙ图１ＴＣ９锻棒显微组织（×２００）：（ａ）０８０７一１８批号；（ｂ）０８０８—１批号；（ｃ）０９０２—５批号Ｆｉｇ．１ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｆｏｒｇｅｄｂａｒｏｆＴＣ９ａｌｌｏｙ：（ａ）０８０７—１８ｂａｔｃｈ；（ｂ）０８０８—１ｂａｔｃｈ；（ｃ）０９０２—５ｂａｔｃｈ３．２多轴向变形使组织更加均匀从几批锻棒的力学性能与组织观察看，ＴＣ９锻棒的组织越均匀，力学性能就越好。

０９０２—５批号棒材，因经过多轴向变形加工，使组织更均匀，且组织中有一定数量球化的％相和叱相，形成弥散质点（见图ｌｃ）。

这些球状ａ。

质点能有效地阻止位错运动并使每个晶粒承受外力较为均衡，因而可以提高棒材的强度和塑性。

表２力学性能测试结果显示，０９０２—５批号棒材塑性较未进行多轴向变形棒材的塑性有较大提高，综合力学性能也远远好于０８０７一１８批号。