第42卷第10期 Vol.42No.10
饭压技术
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
TC4钛合金棒材挤压拉拨的金相组织和力学性能
演变过程探究
崔文俊，郭柏兰，崔斌，王连珍，郭金斗
（西安赛特思迈钛业有限公司，陕西西安710021）
2017年10月 Oet.2017
摘要：为实现钛合金的晶粒细化以及批量生产的目的，采用挤压拉拨装置对TC4钛合金棒材进行加工，采用光学显微镜观察各模次的金相组织特征，结果表明，经过多道次的挤压拉拔后，棒材断面的金相组织细小，和β晶粒达到再破碎的目的，最终的金相组织达到了最高的标准要求。对挤压拉拨的每个模次进行拉伸实验，发现屈服强度和抗拉强度随拉拨模次的增加而升高，面断后伸长率和断面收缩率却变化很小。在单模次挤压拉拨变径量不变的情况下，随挤压拉拔模次增多，加工硬化效果更为明显。综合以上分析，在TC4钛合金棒材生产过程中加入挤压拉拔能够有效地提高棒材的组织与性能。
关键词：TC4钛合金：挤压拉拔：晶粒细化：金相组织：力学性能；加工硬化 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 10. 029
中图分类号：TG146.2*3
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）10-0166-04
Study on microstructure and mechanical properties evolution process in the
extrusion-drawing for titanium alloy TC4 bar Cui Wenjun, Guo Bailan, Cui Bin, Wang Lianzhen, Guo Jindou(Xi'an Saite Simai Titanium Industry Co. , Lid. , Xi'an 710021, China)
Abstract: The titanium alloy TC4 bar was produced by the extrusion-drawing device in order to realize fine grain and mass production, and its microstructure of every pass was observed by optical microscope, The results show that after multiple passes of extrusion-drawing,
the microstructure on the cross section of titanium alloy bar
small α and β grains to achieve the purpose of breaking, and the mi-
crostructure meets the highest requirements at last. Then, the tensile test of er
yield strength and tensile strength increase
with the ir
and the reduction percentage of cross
section change ve
y little.Hor
-orawr
pass of extrusion-drawing is conducted, and the material
, while the elongation percentage after fracture
when the extrusion diameter of single pass extrusion-drawing re-
mains the same, the hardening effect is more obvious with the inc
creasing of processing passes. From the above analysis, the extrusion-
drawing process in the titanium alloy TC4 bar production can effectively strengthen the microstructure and enhance the properties. Key words: titanium alloy TC4; extrusion-drawing; grain refinement; microstructure; mechanical properties; work hardening
钛合金具有众多优异的性能，如高的比强度、优异的耐腐蚀性能、无磁等，经过70余年的发展，已经成为三大轻金属结构材料之一。材料的性能与它的组织特征密切相关，而晶粒尺寸又是描述组织特征的重要参数。钛合金的强度、冲击韧性及塑性都随着晶粒尺寸的细化而增大。实验结果显示，细化晶粒能够有效地提高钛合金的超塑性能力，还能进一步提高钛合金的比强度。
目前，钛合金的晶粒细化方法主要有热氢处理
收稿日期：20170305；修订日期：2017-0525 基金项目：陕西省工业科技政关项目（2016GY-244）作者简介：崔文俊（1990－），男，学士，工程师 E-mail:524198775@ qq eom
技术（THT）、循环热处理技术（CHT）、大塑性变形技术（SPD）。为满足现阶段实现批量化生产的条件，本文拟应用塑性变形中的等径角挤压（ECAP）相关技术，采用拉拔装置配合进行实验。采用挤压拉拔装置进行实验，能够在保证力学性能和金相结果的前提下仍具有较多优势，不仅工艺简单、成本较低，并且可以实现批量化生产的目的。
实验材料及方法
图1为挤压拉拨装置，棒材通过固定尺寸的硬质合金孔型模具1进行穿入，从而使经过挤压拉拨的棒材尺寸达到模具孔限定尺寸。棒材前方采用4， 5，8组合的牵引装置进行拉拔，棒材后端加持推进