鍛造時變形量對鈦棒物理性能的影響

鈦合金變形量對鈦棒高低倍組織有重要的影響，鈦合金變形量大于30%-40%時，鈦棒的組織明顯出現(xiàn)細化。為使粗晶針狀組織充分細化并轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罱M織，變形溫度必須控制在兩相區(qū)內(nèi)，而且變形量應(yīng)不小于60%-70%。變形量大小應(yīng)保證形成介于針狀和等軸狀組織之間的中間組織。在高于β轉(zhuǎn)變溫度下，進行塑性變形量也要足夠大，才能有效的細化β晶粒。并且變形溫度越高，所需的變形量也越大。

例如，TC6合金鑄錠在高于β轉(zhuǎn)變溫度（1050°C）鍛造時，隨著變形量的增大，低倍組織逐漸變得細化；變形量為15%時，鈦棒組織未破碎；變形量為30%時，鈦棒組織輕微破碎，略成纖維狀；變形量為60%時，呈明顯的纖維狀，但還留有較清晰的鈦棒組織；當(dāng)變形量增大至80%時，呈細小纖維狀組織，但仍留有鈦棒組織的痕跡。

如果鈦棒在β相區(qū)變形之前先在（α+β）相區(qū)進行塑性變形，在β相區(qū)變形時，只要在不太大的變形量（30%~40%）下便可以使組織得到細化。其原因在于，經(jīng)過（α+β）相區(qū)鍛造的合金儲備了充分的變形能和更多的位錯，再在β相區(qū)變形時，發(fā)生一次再結(jié)晶，使得在β相區(qū)變形時對合金的晶粒細化更為有效。但是，在β轉(zhuǎn)變溫度以上鍛成的模鍛件中，往往達不到上述細化晶粒的效果。原因在與模鍛件的尺寸大，金屬在β相區(qū)的溫度下停留的時間長。特別是在模鍛件的難變形區(qū)內(nèi)，一般都出現(xiàn)粗晶組織，因為這些部位變形量小，沒有產(chǎn)生一次再結(jié)晶（β晶粒再結(jié)晶），而原晶粒卻發(fā)生劇烈長大。

變形量的改變不僅影響到晶粒度，而且對晶內(nèi)針狀（片狀）組織有影響，變形量增大會使晶內(nèi)組織得到細化。與變形溫度的影響一樣，變形量影響最明顯的是（α+β）相區(qū)的溫度下，因為這時有α相存在，而α相經(jīng)受了塑性變形。在（α+β）相區(qū)的溫度下，變形量的變化，對力學(xué)性能，尤其塑性的影響要比在β單相區(qū)的更為顯著。在β相區(qū)塑性變形時，變形溫度的提高會使變形量對力學(xué)性能的影響減小。