航空航天用TC4钛合金棒的热力学性能

钛合金材料具有比强度高、屈强比高、变形抗力高、工艺塑性和超塑性优良的特征，钛棒材制品广泛应用于国民经济的各个领域，在航空航天飞机上就有钛合金棒材经冷镦后制成的铆钉连接件。目前，关于小直径钛合金棒材（≤Φ10mm）热连轧及轧制棒材热处理、微观组织的分析比较欠缺，针对这个问题，技术人员在Gleeble500热力模拟机上对TC4合金进行高温压缩试验，分析不同温度、不同应变速率下TC4钛合金的流变应力曲线，为钛合金棒材热连轧提供必要的工艺参数，并对轧制后的产品进行了组织及性能分析。研究结果发现：

1、从降低变形抗力，提高材料可成形性，保证终轧组织性能的角度来看，TC4钛合金棒材的最佳开轧温度为950℃，即稍低于TC4钛合金相变温度；最佳应变速度为1s-1，从而保证变形过程中应变和应变速率引起的加工硬化小，充分发挥材料的塑性；

2、经三辊Y型轧机热连轧获得Φ12、Φ6mm棒材，Φ12mm棒材组织为等轴初生α相＋α条＋β转变组织，晶粒直径约为3～10μm；Φ6mm棒材组织为少量等轴初生α相＋细条状α相＋β转变组织，晶粒尺寸不超过1μm。可见，随着累积变形量的增大，晶粒尺寸明显减小；

3、三辊Y型轧机热连轧获得的TC4钛合金棒材，其组织和力学性能均满足技术要求。试验采用的轧制设备、轧制工艺参数及热处理制度能够生产符合要求的钛合金棒材，从而为进一步的工业生产提供技术基础。