鈦合金大規格熱軋板材的研制

       TC2合金是一種低強度、高塑性近α型鈦合金，含有4%α（質量分數）穩定元素Al和1.5%β穩定元素Mn。合金在室溫平衡狀態下由α相和少量β相組成，β相的含量一般為2%～4%。該合金具有良好的工藝塑性、焊接性能和熱穩定性，在航空航天工業中獲得了廣泛應用，尤其是大規格TC2合金板可以減少焊縫數量，在航空工業中更具迫切性。

　　TC2合金板用作國產飛機零件時是采用冷成形，在成形過程中對它的各向異性提出了較高的要求，以防止在冷變形過程中出現變形不均的問題。鈦是一種滑移系較少，對稱性較差的密排六方金屬。在板材軋制過程中極易形成織構而導致各向異性。

　　科研人員采用新的熱軋工藝，在2800mm熱軋機上制備出4mm×2500mm×1900mm的大規格TC2合金板。采用該技術制備的大規格TC2合金板材板型均勻，表面質量良好，有效地消除了板材的各向異性。

　　合金利用真空自耗電弧爐熔煉，采用一次真空、二次充氬熔煉工藝，制備出TC2的成品鑄錠，其相變點為975℃±10℃。鑄錠在大噸位快鍛機上鍛造成厚度為200mm的板坯，利用2800mm熱軋機經三火軋制成4mm厚TC2板材。

　　實驗采用160mm厚TC2板坯，在3種不同厚度進行換向熱軋，其他工藝均相同，最后比較板材表面特性及力學性能。工藝制度：工藝1縱橫向變形比分別為75%和90%。工藝2縱橫向變形比分別為84%和84%。工藝3縱橫向變形比分別為90%和75%。經酸洗后加工成拉伸試樣，室溫拉伸試驗在MTS試驗機上進行，金相組織觀察在奧林巴斯顯微鏡上。試驗結果如下：

　　（1）采用熱軋工藝2在兩相區軋制大規格TC2合金板，得到的板材具有細小、均勻的等軸組織。

　　（2）采用熱軋工藝2進行熱軋可獲得均勻的組織及較好的室溫強度和塑性匹配，橫、縱向性能均勻一致，利于后續板材使用。

　　（3）采用熱軋工藝1、3進行熱軋也可獲得較好的室溫強度和塑性匹配，但金相組織存在部分條狀組織，橫、縱向性能存在較大差異。