摘 要：鈦合金棒材多用于機械制造業，由于其強度高、耐高?睪湍透?蝕等特點，其制品應用在軍用產品、汽車配件以及鈦合金人造骨骼等高精度要求的領域。同時，還常被用在眼鏡架等對耐磨強度有較高要求的制造行業。隨著科學技術的快速發展，鈦合金棒材軋制加工技術也在不斷地改進和完善，并更加趨于高效率、高質量和高性能發展方向。文章就針對目前的鈦合金軋制成型特點、軋制技術和方法等進行分析，力求從中總結鈦合金棒材軋制成型中存在的問題，并結合現有的工業發展形勢，探討適合鈦合金棒材軋制成型的發展方向。 

　　關鍵詞：鈦合金；軋制成型；工藝；方法；發展方向 

　　引言 

　　我國的鈦資源豐富，鈦合金棒材制品的用途也比較廣泛。隨著社會經濟發展帶動起相應的市場經濟發展，工業生產也有了更加綜合性的要求。對于鈦合金制品來說要求高強度、高塑性和高韌性的相互綜合。因此，市場化的高要求也激勵著鈦合金軋制成型工藝和技術的改革與完善。國內針對鈦合金的研究水平與國外相比，在新領域內相較國外研究更加深入，而對于傳統鈦合金的研究方面較為欠缺。所以，我國的鈦合金研究在近幾年內有了新的突破。文章就針對鈦合金棒材軋制成型的特點及相應軋制工藝和過程的研究，結合目前的市場化要求和鈦合金應用趨勢，探討關于鈦合金棒材軋制成型的研究進展及發展建議。 

　　1 鈦合金棒材軋制成型特點 

　　鈦合金棒材軋制成型的過程，主要是通過將較大規格的鍛棒坯料在軋制后，進行冷卻，冷卻后的棒材主要呈現針狀、細片狀或者粗片狀等形態。鈦合金軋制坯料通過軋制冷卻后能夠具備較強的韌性和抗拉性能，但此時的鈦合金棒材還不具備高強度和高塑性的特點。通常工業化生產要求鈦合金棒材的加工能夠形成拉伸和疲勞性能較強的等軸組織。但在實際軋制過程中，由于坯料在室溫條件下進行冷卻從而制約了片狀組織的綜合性能，只有通過有針對性地變形處理才能夠得以軸化，從而適合市場需求。所以，鈦合金棒材坯料在軋制過程中的組織軸化是一個重要問題。若軋制變形量較大，則較容易提高組織可變性和力學性能。而在變形量小時，則會影響鈦合金的可塑性和強度。同時，在鈦合金棒材軋制過程中，要進行多次退火，而這種情形則會急速降低軋件的表面溫度，內部溫度不降反增，使軋件表面與中心溫度形成較大的發差，進而容易造成表面裂紋。所以，軋制的溫度一定要控制得當。道次間就成了控制溫度和繼續變形的軋制空間。只有將大量的孿品進行再結晶才能夠有效提高鈦合金棒材的綜合性能。 

　　2 國內外鈦合金的發展方向及技術進展 

　　2.1 國內外鈦合金的發展方向 

　　最先進入市場并進行廣泛應用的第一種鈦合金是由美國研制成功的Ti-6AI-4V合金。這種鈦合金的強度、韌性、塑性、耐熱性、耐蝕性和相容性等都較好，因而在市場中也得到了廣泛的應用。隨著鈦合金市場應用要求的提升，結構鈦合金也向著高強度、高塑性、高韌性和高模量等相關方向發展。因此，目前的國內外鈦合金研究主要包括高溫鈦合金、鈦鋁化合物為基的鈦合金、高強度高韌性的β鈦合金、阻燃鈦合金以及醫用和船用鈦合金等。 

　　（1）高溫鈦合金現多被用于軍用及民用飛機的發動機中。而近年來，美國采用快速凝固的粉末冶金技術成功研制了一種高純度和高性能的鈦合金，以能夠充分適應軋件表面與中心溫度的差異性，保證鈦合金的綜合應用性能。 

　　（2）鈦鋁化合物為基的鈦合金主要優勢是高溫性能較好，抗氧化和抗蠕變性較強。同時，這種鈦合金的密度小，質量輕，能夠被廣泛應用在航空航天器材當中。俄羅斯研究成功了一種新型的航空用鈦合金，這種新型的鈦合金相對于傳統的來說，質量更輕，韌性更強，既能夠保證航空飛行器的性能，還能夠最大限度低減輕質量，減小阻力。 

　　（3）β鈦合金是一種比較適用的航空結構材料。在實際應用中，可以根據不同強度和塑性的要求進行匹配，從而足大限度地增強可塑性、實用性和經濟性。目前，我國針對高強度、高韌性的β鈦合金已經有了初步研究，成功完成實驗室建設后，分別從西北、寶雞和北京等多個有色金屬加工廠進行配合研制。寶雞有色金屬加工廠研發出了BTi-6554高強高韌性鈦合金，北京有色金屬研究總院和寶雞加工廠聯合研制成功了Ti-63高強高韌性鈦合金。而西北有色金屬研究院則創新研制成功了Ti-1300合金和Ti-5322鈦合金。TC21也是西北有色金屬研究院研究成功的新型鈦合金，主要具有優良的強度、塑性和韌性，能夠有效減少鈦合金棒材白表面的裂紋，增強總體的綜合性能。 

　　（4）我國對阻燃鈦合金的研究較為深入，Ti14和Ti40鈦合金就是由西北有色院研究成功的，具有良好的阻燃性能，較適用于飛機發動機關鍵部件的機匣和葉片。 

　　（5）對于船用鈦合金來說，提高耐縫隙腐蝕性能，以能夠達到持久耐用和高強度等要求的生產和開發。國外根據各國家的應用需求進行了創新。我國也研制出了比較有中國特色的不同強度級別的幾種鈦合金，這些鈦合金都近于a型船用耐蝕性鈦合金。在實際應用中，可以根據不同使用條件進行搭配使用。而對于醫用鈦合金而言，國外為了盡可能的排除AI v元素的不利影響，進而開發出了一系列的生物用新型鈦合金。這些鈦合金普遍具有良好的耐蝕性、耐磨性和抗斷裂性。國內也一直致力于對醫用鈦合金的研究，在我國豐富的鈦資源和研究經驗的影響下，我國在綜合力學性能和工藝性能等方面的研究均優于國外醫用鈦合金。 

　　2.2 鈦合金的技術進展 

　　我國的鈦合金棒材軋制技術主要包括熔煉技術、鑄造技術、等溫鍛造技術、熱處理技術、焊接技術、加工技術、表面處理技術和最新加工技術等等。其中，我國在熔煉技術中取得了較好的發展，將感應凝克熔煉技術的研究加入重點研究項目當中。精密鑄造技術多用于不易加工的鑄件，最大限度地增加鈦合金材料的利用率，降低生產成本。其他鈦合金的軋制成型技術在市場需求和經濟利益的影響下，也盡量進行控制，以研制和創新的經驗為基礎，以理論與實際相結合，深入地進行技術改革與創新，以更快地適應市場發展需求，提升經濟效益。 

　　3 推動鈦合金棒材軋制成型的發展建議 

　　我國對鈦合金棒材軋制成型工藝和方法的研究應該加強深入和維度。對加工技術和成本花制備過程進行有效控制，以爭取實現低成本、高性能的企業發展。其次，對于大型優質鈦合金坯料的制備，應該應用新型的制備技術，比如：新型電子束和等離子冷床爐熔煉技術等。針對高效的短流程加工技術，應精準選擇合適的制備技術，提高材料的利用率，降低工業成本，提高整體經濟效益。同時，軋制成型也包括激光成形、精密鑄造、精密模鍛、噴射成形和擴散鏈接等等。我國有豐富的鈦資源，隨著我國鈦合金加工技術的日漸成熟，更應該積極擴展鈦合金的應用范圍，將我國的鈦合金應用推向國際化，提高市場競爭力的同時，也促進了鈦市場的發展。 

　　4 結束語 

　　我國具有豐富的鈦資源，在國內外研究的基礎上，更是加強了對鈦合金加工和成型等技術的相關研發。以選擇合理的軋制方法和工藝，生產出具有高強度、高韌性、高塑性等相互結合的綜合性鈦合金棒材，提高坯料的利用率。并能夠根據市場需求，研發出多樣化、創新性和高適用性的軋制工藝，方便在實際生產中多個領域的應用。所以，我國還應該進一步加強對鈦合金棒材軋制成型工藝和方法的研發，以從整體上推動鈦市場的改革與創新。 

　　參考文獻 

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