变形量对钛合金管力学性能的影响
文字来源：深圳市恒溢钛业有限公司人气：374发布时间：2018-12-13【小中大】
钛材的优良特性使其用途不断扩大，高品质钛管的需求也越来越多.以往的细钛管加工方法多采用拉模拉伸法，钛管与模具之间存在激烈的磨擦，往往产生钛管表面烧蚀粘结，尺寸公差也难以控制.为了防止这些弊病，通常需要对钛材施行氧化处理，让表面形成一层氧化膜，起润滑作用，并且每次氧化处理后的加工量不能太大，氧化膜很硬，容易引起模具磨损，制品尺寸与表面质量均存在问题，因此，迫切希望开发低成本高品质的钛细钛管的加工方法.
根据钛管的轧制理论，在轧制过程中Q值（相对减壁量与相对减径量比值）对管材内表面质量有很大的影响。在三辊轧制过程中，针对某一道次，经探伤、取样观察横截面，确保内表面没有任何裂纹后，选取不同Q值（0.87、1.00、1.26）进行轧制。并在中间道次对管材进行超声波探伤检测，并取样观察横截面，确保内表面没有任何裂纹后再进行下一道次轧制。结果Q值为0.87时，内表面微裂纹非常浅，深度约为5μm，而且裂纹较少；当Q值增加至1.26时，内表面微裂纹深度达到50μm。管材内表面出现微裂纹主要是由于三辊轧制是先减径后减壁，减径量大、减壁量过小，造成减径过程中物料堆积，在内表面形成纵向微裂纹。因此，用三辊轧机进行钛合金管轧制时，Q值不宜超过0.87，否则管材内表面容易出现裂纹。
在小规格厚壁钛合金管冷轧加工过程中，内外表面易产生微裂纹。对于外表面的微裂纹通常采用打磨、刮修方法去除，效果十分理想；对于内表面的微裂纹，目前在工业化生产过程中，内孔大于13mm的主要采用镗孔方式去除，内孔小于13mm的一般不再做处理，故内表面质量控制有一定难度。
（1）轧制小规格厚壁钛合金管时，两辊开坯轧制的变形量选定在39%，管材的内外表面质量较好。
（2）三辊冷轧小规格厚壁钛合金管时，Q值不宜超过0.87，这样可以保证管材内表面质量较好，无裂纹产生。考虑强度和塑性的良好匹配，三辊轧制的变形量选定在30%，能够得到较好的力学性能和显微组织。
（3）在钛合金管材轧制过程中，每进行1～2个道次的轧制，就进行除油、酸洗、退火、矫直处理，再用喷砂+酸洗方法去除内表面裂纹。采取这种措施可使成品管材的探伤合格率提高到35%～40%。
轧制变形量在25%、30%、36%条件下，经750℃真空退火后成品管材显微组织。可知，退火后的钛合金管显微组织均为等轴组织，随变形量增加，再结晶程度更加完全，晶粒更加细小。轧制变形量分别为25%、30%、36%条件下，经750℃真空退火后成品管材的室温力学性能。可知，当变形量为25%时，成品管材的屈服强度为550MPa，抗拉强度为675MPa，延伸率为15.5%，延伸率略高于标准要求值15%；当变形量为30%时，抗拉强度为670MPa，屈服强度为535MPa，延伸率为17%；当变形量为36%时，抗拉强度为640MPa，屈服强度为517MPa，略高于标准要求值515MPa，延伸率达到19%。考虑强度与塑性的良好匹配，对比不同变形量条件下的力学性能及显微组织，成品管材轧制变形量选定30%较为合理。
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