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鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、無磁性等優(yōu)異的性能，在航空、航天、化工、艦船、汽車、兵器、體育、醫(yī)療等領(lǐng)域是一種重要的結(jié)構(gòu)材料。然而，較高的成本限制了其應(yīng)用范圍。因此，低成本鈦合金的研發(fā)以及鈦合金的低成本化制備技術(shù)仍然是當(dāng)前最重要的研究熱點(diǎn)。降低原料成本、縮短加工流程是降低鈦合金成本的有效途徑......
本工作研究了電子束冷床爐（EBCHM）熔煉TC4鈦合金扁錠直接軋制板材在變形及退火過程中的組織和性能，揭示了板材顯微組織的演化規(guī)律及其室溫力學(xué)性能的變化規(guī)律，得到板材強(qiáng)度與塑性最佳匹配的退火制度，旨在為該合金板材的工業(yè)化批量生產(chǎn)提供依據(jù)。
1 試驗(yàn)材料與方法
利用海綿鈦、鈦合金返回料等原料在電子束冷床爐上熔煉出270×1085×5 000 mmTC4鈦合金扁錠，其化學(xué)成分符合GB/T 3620.1-2007標(biāo)準(zhǔn)要求，金相法測得其β轉(zhuǎn)變溫度為974 ℃。鑄錠經(jīng)處理后在1 200 mm四輥可逆熱軋機(jī)列上在相變點(diǎn)以下20～50 ℃采用......
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 變形過程中板材的組織與性能
圖1為經(jīng)不同火次變形后TC4鈦合金板材的顯微組織照片。由圖1（a）可見電子束冷床爐熔煉的TC4鈦合金扁錠晶粒粗大，晶內(nèi)為樹枝晶組織。經(jīng)一火變形后，鑄態(tài)的樹枝晶組織被破碎，形成柱狀組織，見圖1（b）。經(jīng)兩火變形后，粗大的晶粒破碎為細(xì)小晶粒......
2.2 退火處理后板材的組織與性能
圖2為板材經(jīng)720～950 ℃/1h，AC退火后的顯微組織。從圖中可以看出，當(dāng)退火溫度較低時（720～820）℃，雖然顯微組織發(fā)生一些變化，但仍然以棒狀或等軸狀α+β轉(zhuǎn)變組織為主，晶粒尺寸大小和形態(tài)十分相似（見圖2a～d）。隨著退火溫度從820 ℃繼續(xù)升高，板材顯微組織較低溫時發(fā)生明顯變化......
3 結(jié)論
1）隨著軋制變形火次的增加，電子束冷床爐熔煉的TC4鈦合金扁錠粗大的鑄態(tài)晶粒被破碎，枝晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)?*組織，板材的室溫力學(xué)性能顯著提高；
2）TC4鈦合金板材退火后，組織更加均勻等軸化，隨著溫度的升高，析出次生片狀α相，初生α含量**；板材的抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)先**后**的趨勢，屈服強(qiáng)度和斷面收縮率總體呈現(xiàn)**趨勢，而延伸率則變化不大；
3）經(jīng)退火處理后，可獲得強(qiáng)度與塑性的最佳匹配。
詳見《中國鈦業(yè)》2015年第2期
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