热连轧工艺对TC16钛合金棒材组织与力学性能的影响

摘要:

马氏体型TC16钛合金因优异的强塑性匹配、淬透性及冷镦成形性能，被广泛用作航空航天紧固件。针对该合金棒材成形工艺复杂、成本高，以及组织均匀性差和批次稳定性不足的问题，本研究设计了不同热连轧工艺，系统探究了TC16钛合金棒材在热轧态(R)、退火态(M)及固溶时效态(STA)下的显微组织与力学性能演变规律。结果表明，TC16钛合金热连轧过程对温度敏感，棒材不同部位变形量与温度分布的差异导致组织演变不同，且该组织差异无法通过后续热处理消除。随着轧制道次增加，初生α相含量降低，组织细化，不同部位组织差异减小。采用工艺Ⅳ制备的M态棒材组织均匀，具有较好的综合力学性能；经固溶时效处理后，其平均显微维氏硬度达360 HV，抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为1163 MPa、1072 MPa和16.3%。通过热连轧—退火—固溶时效工艺，最终制备出符合标准要求的紧固件用棒材。

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