加工工藝對Gr.2/TA2純鈦管材性能及晶粒度的影響

鈦材具有質輕、高強、耐蝕等優異特點，廣泛應用于航空、航天、石油、化工等行業。近年來，鈦材在PTA行業的用量較大，以Gr.2/TA2純鈦類為主，使用過程中不僅要求具有高的強度，而且塑性好，鈦材的組織是決定其性能的主要因素，而組織形態又取決于加工工藝。近年來在鈦管材加工方面的研究較多，而加工工藝對Gr.2管材性能及晶粒度影響研究不多。為此，科研人員重點依據ASTMB338標準要求，針對純鈦管材加工工藝對性能組織及晶粒度的影響進行研究，為批量化穩定生產高質量管材提供參考。

試驗用原材料為Gr.2純鈦。冷變形采用常規冷軋管機進行多道次軋制，軋制單道次變形量控制在40%～70%范圍內，最終得到Φ19mm×1.6mm×Lmm成品管材，各項檢測要求滿足ASTMB338標準。

設計最后一道次冷加工變形量分別為45%、65%，加工后的管材經500℃、530℃、550℃、600℃、650℃、700℃保溫180min真空退火后，采用WAW-1000拉伸試驗機測試室溫力學性能，OLYMPUSMPG3顯微鏡觀察縱向顯微組織，并進行晶粒度評判。

從室溫性能測試結果來看，在變形量相同條件下，隨熱處理溫度升高，強度降低，延伸率增加。熱處理溫度相同條件下，溫度為530℃～600℃范圍內60%變形量的強度及延伸率均優于45%變形量，溫度大于600℃時，兩種變形量條件下的強度及延伸率逐漸趨于一致。而500℃時45%變形量的強度達到640MPa，遠高于60%變形量的強度，而延伸率低于60%變形量，主要是由于冷變形度小，儲存能少，經熱處理后保留了大量的加工態組織。

從變形量及熱處理對顯微組織及晶粒度影響研究發現，熱處理溫度為500℃、變形量為45%時，存在大量的長條狀加工態組織，而變形量為60%，發生完全再結晶，晶粒非常細小，晶粒尺寸約為5.6μm。熱處理溫度為530℃時，兩種變形量條件下均發生完全再結晶，晶粒非常細??；當熱處理溫度超過600℃時，晶粒開始長大，溫度達到700℃，晶粒非常粗大，尺寸約為31.8μm。試驗結果表明：

純鈦管材冷加工變形量為45%，熱處理溫度選擇530℃～600℃，冷加工變形量為60%，熱處理溫度選擇500℃～600℃，可獲得優異的力學性能和顯微組織。