媒介

钛及钛合金的小规格棒材通常通过轧制出产，，，但在加热、、、轧制和热处置等过程中，，，由于温度和塑性变形散布不均匀，，，以及剪切、、、运输和堆放等原因，，，往往会产生分歧水平的弯曲，，，这时就须通过矫直处置，，，以确保棒材弯曲度能满足使用要求。。

钛及钛合金棒材常用的矫直步骤有压力矫直和辊式矫直，，，而小规格的棒材则通常选取辊式矫直，，，其效能较高。。但对于钛及钛合金小规格棒材来说，，，往往经过屡次的矫直后依然不能达到梦想的成效，，，甚至；岵弥惫讨兄苯佣狭训奈侍狻。本文针对钛及钛合金小规格棒材的热矫直进行了钻研，，，提出了一种单一、、、便捷、、、低投入的加热矫直步骤。。

1、、、近况分析

1.1 钛及钛合金弹性模量低、、、屈强比高，，，冷矫难题

常用钛及钛合金的室温弹性模量[1]如表1 所示，，，大多低于120GPa，，，因而，，，钛及钛合金棒材在较小的应力前提下即会产生较大的弹性变形，，，回弹大，，，不易矫直；且其较多钛合金的屈强比在0.9~1 之间，，，矫直过程中极易产生断裂。。因而，，，钛及钛合金棒材通常必要选取热矫，，，能力保障矫直成效。。

1.2 钛及钛合金小规格棒材往往由于批量小、、、设备不配套等成分，，，导致热矫成本高，，，成效不好

目前钛及钛合金的用量相对依然较小，，，现实出产过程中，，，往往单批次订货量仅为几百公斤，，，甚至几十公斤，，，且规格繁多。。而通常工厂往往设备的是加热能力较大的加热炉，，，其一次装炉量可达几吨或几十吨，，，因而在对钛及钛合金棒材进行加热矫直时，，，往往加热成本较高。。其次，，，通常工厂安插的矫直设备往往离加热设施较远，，，在对钛及钛合金小规格棒材进行加热后再转运至矫直设备时，，，棒材温度往往已损失严重，，，导致矫直成效大幅降低。。若专门为钛及钛合金棒材的矫直建设相应的配套加热、、、矫直设施时，，，现实设备利用率又较低，，，经济性较差。。因而若何选择一种高效、、、经济的钛及钛合金棒材热矫方式即成为工厂急待解决的问题。。

2 、、、试验步骤

2.1 试验所用资料及设备

试验选取的资料为经轧制加工获得的TC4钛合金棒材，，，如图1 所示，，，棒材的规格为φ35mm × 3500mm，，，棒材弯曲度为5~12mm/m。。试验所用的设备蕴含一台通常焊机电源装置、、、一台9 辊矫直机和一个手持式红外测温仪。。

2.2 试验步骤

试验在矫直机参数设置一致的情况下，，，如表2所示，，，选取6个规划来进行棒材的加热矫直试验，，，以钻研钛棒的加热成效及随后的矫直成效。。其中第1至第5个规划中，，，设定了分歧的焊机电源输出电流及加热功夫，，，第6个规划为不加热钛棒而直接进行矫直试验。。

棒材的加热温度检测选取手持式红外测温仪丈量。。每个规划中，，，随机在统一批轧制的TC4钛合金棒材平别离选择10支棒材进行矫直试验。。

另对规划4、、、5、、、6 中矫直的棒材各随机选两根别离取样退火后进行室温拉伸机能检测，，，以分析加热矫直对棒材室温拉伸机能的影响，，，试样的退火制度为780℃ × 1.5h，，，空冷。。

3、、、试验了局与会商

3.1 棒材的加热、、、矫直情况

棒材的加热、、、矫直情况如表3 所示，，，由表2 中数据可看出，，，第1 个规划中，，，棒材的加热温度为515℃，，，棒材矫直后的弯曲度为≤6mm/m，，，未能达到国标GB/T2965 尺度中划定的φ35mm 棒材弯曲度≤5mm/m 的要求。。第2 至第5 个规划中，，，棒材的加热温度达到了644℃~751℃，，，棒材矫直后的弯曲度为≤3mm/m，，，达到了尺度要求，，，矫直成效较好，，，矫直的棒材如图3 所示。。第6个规划即未加热直接矫直的棒材，，，其弯曲度为≤10mm/m，，，与棒材的原始弯曲度相比，，，没有得到显著改善，，，矫直成效较差。。

3.2 棒材的机能检测了局

棒材室温拉伸机能检测了局如表4所示，，，选取规划4、、、5、、、6 矫直的棒材的室温拉伸机能无显著差距。。

3.3 分析会商

3.3.1 加热矫直成效分析与会商

通过6组规划中棒材的加热矫直成效进行对比可知，，，选取规划2~规划5加热矫直的棒材，，，弯曲度≤3mm/m，，，矫直成效较好，，，注明规划2~规划5设定的电流及功夫可较好地使该规格的TC4钛合金棒材满足矫直要求。。

另通过对比可知，，，规划1中，，，矫直后的棒材弯曲度未能达到尺度要求的原因应是加热温度较低造成，，，但现实成效仍较未经加热而直接矫直的成效好。。

TC4合金的室温电阻率为1.7μΩ·m，，，其电阻较高。。试验通过选取焊机与钛棒组成的电路可当作是一个纯电阻电路，，，而电阻电路中的热量公式为：：：

Q=I²Rt=IUt （1） 式中

Q——电流通过导体产生的热量/J；

I——通过导体的电流/A；

R——导体的电阻/Ω；

U——导体两端的电压/V；

t——通电功夫/s

因而，，，钛棒的加热成效与相应的电流、、、电压及通电功夫有关。。加热试验中，，，焊机电源可调整输出电流，，，因而通过调节电流即能够节制钛棒的加热成效，，，从而精确地节制钛棒的加热温度。。试验选取的棒材加热步骤易于把握、、、节制。。当棒材加热至肯定温度后，，，即可将其急剧选取辊式矫直机进行矫直。。

试验选取焊机电源作为TC4钛棒的加热电源，，，与其组成一个单一的串联电路，，，衔接方便，，，而TC4钛棒经加热2~3min 后即可实现较好的矫直成效。。同时，，，焊机通常工厂均会建设，，，现实出产中，，，可急剧、、、方便地在矫直机旁即可选取焊机对钛棒进行加热，，，其占地面积小，，，设备合用，，，移动方便。。其次，，，焊机输出大电流，，，低电压，，，对于小规格TC4钛合金棒材，，，既 可满足急剧加热要求、、、达到矫直成效；又实现了安全、、、便捷、、、高效、、、低投入的要求。。

而我们知晓，，，钛及钛合金棒材的电阻率等物理个性又相近，，，因而，，，通过选取相宜的电流、、、加热功夫后，，，即可实现其它小规格钛及钛合金棒材的矫直。。

3.3.2 加热矫直对钛棒的室温拉伸机能影响分析与会商

由表4 可看出，，，经过加热矫直的棒材的室温拉伸指标与未经加热直接矫直的棒材的室温拉伸指标根基维持一致，，，注明该加热、、、矫直规划未对棒材的室温拉伸机能造成影响，，，该工艺合用可行。。

同时，，，由表4 也可看出，，，该合金棒材的屈强比最高已达到了0.99，，，若选取冷矫直的话，，，极易产生断裂，，，难以达到矫直成效。。因而，，，选取加热矫直的工艺是合理的。。

4、、、结论

选取焊机与TC4钛合金棒材组成的电路对TC4钛棒进行加热后再矫直的步骤，，，实现了钛棒的急剧加热矫直，，，又实现了安全、、、便捷、、、高效、、、低投入的要求；同时，，，矫直的棒材的室温拉伸机能指标与未选取加热矫直的棒材的室温拉伸机能指标根基一致。。该步骤可推广利用于其它钛及钛合金小规格棒材的矫直。。

参考文件

[1] 邹武装等. 钛手册[M]. 北京：：：化学工业出版社，，，2012.8：：：338-366