TA15钛合金的名义成分为 Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V 
，属于高 Al 当量的近 α 型钛合金。 该合金既拥有α 型钛合金的热不变性和可焊性
，又拥有靠近于 α+β 型钛合金的工艺塑性
， 是一种综合机能良好迪胙合金。 与国内和西方国度宽泛使用的Ti-6Al-4V合金比力
， 当工作温度提高到 450～500℃ 时
， TA15 合金的强杜着越性显著
， 可逾越 100～150MPa 。 所以
，TA15 合金被宽泛用于造作高机能飞机的沉要构件 [1] 。

目前国内 2mm 厚的TA15钛合金板通常都由冷轧出制品 [2] 
，但由于TA15合金冷变形抗力大
，冷轧出产工序多
，工艺复杂
，对设备要求较高。 本文选取轧2800mm 热轧机
，通过轧造叠焊的TA15钛板材
，直接轧出 2mm 制品板的工艺路线
， 进展能利用现有设备
， 在满足 TA15 合金薄板工艺与力学机能的基础上提逾越产效能
，提升产品资料利用率。

1、试验资料和设备

本试验资料选取规格为164mm 厚的 TA15 钛合金板坯
，用差热法测得相变点为（ 994±5 ） ℃ 
，化学成分满足 GB/T3620 尺度要求。 板坯经过三个轧程的热轧轧造后得到 4mm 厚的板材。

重要出产设备为 2800mm 四辊可逆热轧机组和 1780mm 六辊可逆冷轧机组。

2、试验步骤

凭据持久堆集迪胙脊合金轧造经验及 TA15钛合金机能的特点 [3] ：设计了 TA15 钛合金薄板的热叠轧工艺（规划 1 ）
，传统的冷轧工艺记为规划2 。 对两规划造备的制品板材取样观察金相组织
， 测试力学机能
，检验板材的资料利用率。

2.1 试验规划1

规划 1 工艺流程为： 表表处置 1→ 沉叠焊接 →热轧轧造 → 热处置 → 分离剪切 → 表表处置 2→ 制品切割。 将 4 张 4mm 板材表表处置后使用氩弧焊焊接起来
， 焊接后的板材加热后使用 2800mm 热轧机轧造。 轧造设计为 6 路次
，路次变形量最大为20% 
，总变形量 45% 
，单张板材厚度为 2.2 mm 
，轧造后的板材进行大气退火处置
， 而后使用剪床剪切分离并预剪切
，最后校形
，表表处置后得到4张制品板材。

2.2 试验规划2

规划 2 工艺流程为：半制品退火 1→ 表表处置1→ 冷轧 1→ 半制品退火 2→ 表表处置 2→ 冷轧 2→ 热处置 → 表表处置 3→ 制品剪切。 将 4 张 4mm板材进行半制品退火
， 表表处置后使用 1780 mm冷轧机轧至 2.8 mm 厚半制品板材（冷轧 1 ）
，轧程变形量为 30% 。 进行一次半制品退火和表表处置
；

而后使用 1780 mm 冷轧机由 2.8 mm 轧至 2.2 mm制品厚度（冷轧 2 ）
，轧造变形量为 21% 。 制品热处置后
，板材进行校形
，表表处置后最终得到 4 张制品板材。

3、试验了局及会商

3.1 出产效能对比

规划 1 不必要中央退火
，但必要将半制品板材剪切至一样的长宽尺寸并使用氩弧焊焊接起来
；一个轧程就能够将 4mm 厚板材轧至 2.2mm 指标厚度
， 从半制品到制品最快 1d 就能够实现出产。 规划 2 必要进行两次中央退火
，两次表表处置
，表表处置必要进行碱酸洗。 为了预防头部掉渣
，轧造前必要在 TA15 合金板材头尾焊接一致厚度的纯钛料头
，焊接工序要在等离子焊机上进行
，轧造时为了尽可能预防裂纹、边裂等缺点
，还要使用温轧炉预先对板材进行加热处置
，冷轧从半制品到制品最快必要 4d 功夫。 综上所述
， 规划 1 的出产效能要大大高于规划 2 。

3.2 资料利用率对比

两种出产工艺工序损耗与资料利用率见表 1 。

由表 1 能够看出： 由于规划 2 必要进行屡次表表处置
，其会大大提高板材的无形损耗。 切边、切头尾蹬仔形损耗
，两种工艺险些一样。 综上所述
，规划1 譬喻案 1 的资料利用率要逾越 5% 。

3.3 组织机能对比

对两种规划所得到的 2mm 厚 TA15 合金板材进行一样造度的热处置
， 取试样观察横纵向显微组织
，如图 1 所示。 两种规划出产出的制品板材
，其显微组织均为（ α+β ）两相区加工的均匀组织。两者组织描摹重要差距在： ① 规划 1 板材组织中存在约 <10% 的“加工流线”
，而规划 2 板材组织根基出现等轴状
，无显著“加工流线”
； ② 规划 1 板材的均匀晶粒大幼 4.5～5.0μm 
，规划 2 板材的均匀晶粒大幼 3.5～4.0μm 
，即规划 2 板材的组织越发藐幼。

按 GJB2505A-2005 尺度取样测试室温力学机能
，了局如表 2 所示。 由表 2 能够看出：两种规划在一样造度的热处置后机能均满足 GJB2505A-2005尺度要求
， 并且都有很大的富足量。 规划 2 的抗拉强度要高于叠轧板材 30MPa 左右
，这是由于冷轧板材晶粒尺寸越发藐幼 [4] 
，组织越发均匀
，两种加工工艺板材断后伸长率相差不大。

4、结论

（ 1 ） 热叠轧比冷轧缩短了工艺流程
， 削减了中央工序
，出产周期要比冷轧缩短 3d 功夫。

（ 2 ） 热轧叠轧工艺的资料利用率要比冷轧工艺逾越 5% 。 选取两种工艺都能出产出满足力学机能和工艺机能要求的钛板材。

参考文件：

[1] 李兴无 ．TA15 合金及其在飞机结构中的利用远景 [J]． 钛工业进展
， 2003 
， 20(4) ： 90-94．

[2] 刘瑞明 ．TA15 合金板材的组织与机能钻研 [J]． 资料开发与利用
， 2005 
， 20(4) ： 23-26．

[3] 沙爱学
，李兴无
，储俊鹏 ．TA15 钛合金的通常退火 [J]． 罕见金属
， 2003 
， 27(1) ： 213-215．

[4] 张杰
，王蕊宁
，王彦浩 ． 热处置对 TA15 合金板材组织机能的影响 [J]． 特钢技术
， 2014 
， 20(1) ： 27-28