TC4鈦合金薄壁管材冷軋工藝及組織性能研究.pdf

1、鈦合金管材以其優(yōu)良的耐蝕性能,高的比強(qiáng)度和良好的延展性,被廣泛用于海洋鉆井平臺和化工冷卻設(shè)備中。TC4鈦合金管材由于其高強(qiáng)度,難變形的特點(diǎn),主要熱加工的形式生產(chǎn),如何運(yùn)用冷軋工藝生產(chǎn)薄壁TC4管材成為一個重要課題。本課題以斜軋穿孔壁厚為5.5mm的TC4管材作為管坯,進(jìn)行不同變形量不同變形方式和軋制工序的冷軋。并對軋制所得管材的顯微組織,硬度,和抗拉強(qiáng)度等進(jìn)行測試和分析,結(jié)合管材的宏觀織構(gòu)和拉伸斷口,對管材的變形機(jī)理進(jìn)行了分析,實(shí)驗(yàn)開展

2、了以下幾個方面的工作并取得了相應(yīng)成果:
　　首先,對軋制前管材進(jìn)行組織和性能分析并進(jìn)行軋制前熱處理工藝探索,斜軋穿孔所得管材的微觀組織在冷軋后得到的組織介于魏氏體和網(wǎng)籃組織之間,強(qiáng)度硬度高,塑性差。在軋制前在真空熱處理爐中保溫一段時間,爐冷至500℃空冷至室溫,可以消除之前加工留下的殘余應(yīng)力并適當(dāng)?shù)靥岣咚苄浴Ｔ谲堉七^程中,選取800℃作為軋制前和軋制道次間熱處理保溫溫度。
　　其次,通過改變軋制道次間變形量、軋制道次數(shù)、軋制

3、工序和軋制方法,分別研究軋制工藝參數(shù)與管材組織和性能的關(guān)系。研究表明,道次間變形量的增大可以增加軋制態(tài)管材的強(qiáng)度和硬度,并使材料的流動呈條帶狀,但使管材表面質(zhì)量和壁厚均勻度降低,道次間變形量在40％時,所得管材表面質(zhì)量最佳;在總變形量相同時,軋制態(tài)下,道次數(shù)越多,管材強(qiáng)度硬度越低,但經(jīng)過退火后抗拉強(qiáng)度反高于一道次軋制成型管材,且呈現(xiàn)較好塑性;軋制方法分為兩輥軋制和三輥軋制,兩輥軋制適合減徑,三輥軋制適合減壁,兩輥軋制下應(yīng)注意壁厚直徑關(guān)系

4、參數(shù)△t/△D。
　　同時,對本文對軋制態(tài)下管材的宏觀織構(gòu)進(jìn)行了測試和分析,原始材料的織構(gòu)分布比較均衡,軋制后產(chǎn)生的最強(qiáng)織構(gòu)為(0002)纖維織構(gòu),織構(gòu)的強(qiáng)度都隨著變形量的增加而增加,大的變形量可以促進(jìn)織構(gòu)的重組。軋制過程中管材中晶粒的<2-1-10>平行于軋制方向,大的道次間變形量可以加快這種取向趨勢。
　　最后,結(jié)合宏觀織構(gòu)和拉伸試驗(yàn)斷口,對軋制過程中管材的變形機(jī)理進(jìn)行了分析和探討。在管材軋制變形時,管材主織構(gòu)是由{00