TC2钛合金大规格热轧板材的研制

　　TC2合金是一种低强度、高塑性近α型钛合金，含有4%α（质量分数）稳定元素Al和1.5%β稳定元素Mn。合金在室温平衡状态下由α相和少量β相组成，β相的含量一般为2%～4%。该合金具有良好的工艺塑性、焊接性能和热稳定性，在航空航天工业中获得了广泛应用，尤其是大规格TC2合金板可以减少焊缝数量，在航空工业中更具迫切性。

　　TC2合金板用作国产飞机零件时是采用冷成形，在成形过程中对它的各向异性提出了较高的要求，以防止在冷变形过程中出现变形不均的问题。钛是一种滑移系较少，对称性较差的密排六方金属。在板材轧制过程中极易形成织构而导致各向异性。

　　科研人员采用新的热轧工艺，在2800mm热轧机上制备出4mm×2500mm×1900mm的大规格TC2合金板。采用该技术制备的大规格TC2合金板材板型均匀，表面质量良好，有效地消除了板材的各向异性。

　　合金利用真空自耗电弧炉熔炼，采用一次真空、二次充氩熔炼工艺，制备出TC2的成品铸锭，其相变点为975℃±10℃。铸锭在大吨位快锻机上锻造成厚度为200mm的板坯，利用2800mm热轧机经三火轧制成4mm厚TC2板材。

　　实验采用160mm厚TC2板坯，在3种不同厚度进行换向热轧，其他工艺均相同，最后比较板材表面特性及力学性能。工艺制度：工艺1纵横向变形比分别为75%和90%。工艺2纵横向变形比分别为84%和84%。工艺3纵横向变形比分别为90%和75%。经酸洗后加工成拉伸试样，室温拉伸试验在MTS试验机上进行，金相组织观察在奥林巴斯显微镜上。试验结果如下：

　　（1）采用热轧工艺2在两相区轧制大规格TC2合金板，得到的板材具有细小、均匀的等轴组织。

　　（2）采用热轧工艺2进行热轧可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配，横、纵向性能均匀一致，利于后续板材使用。

　　（3）采用热轧工艺1、3进行热轧也可获得较好的室温强度和塑性匹配，但金相组织存在部分条状组织，横、纵向性能存在较大差异。