Ti20Nb钛铌合金棒的热处理特性及工艺

钛和铌都是20 世纪中期发展起来的重要稀有金属，在耐蚀、耐高温、超导、生物相容性等方面具有优异特性。Ti47Nb 可作为二级串联战斗部的前级药型罩备选材料， TiNb 记忆合金作为生物医用材料具有广阔的应用前景， Ti45Nb 合金作为一种铆钉材料在空客和波音飞机上被大量应用， Ti53Nb合金主要用于制备超导线材料。Nb 元素是钛合金的β 相稳定元素，当钛合金Mo 当量＞2.8，即Nb 元素的质量分数＞10 时，能形成β 型钛合金。随着Nb 质量分数的增加， 钛合金β 相形成能力逐渐增强，当Nb 元素质量分数＞42 时，合金即使在水淬条件下也可得到单一的β 相， 而当Nb 元素质量分数＜42 时，不同的热加工工艺和热处理会有不同的第二相析出。Ti20Nb 是某公司最新研发的一种β 钛合金，具有低弹性模量、中等强度、高韧性、高疲劳强度和抗腐蚀性， 是一种综合性能良好的新型钛合金。为了解该合金的加工性能，及其与组织和性能之间的关系， 本文针对Ti20Nb 的挤压棒材进行了相变点以上和相变点以下的不同热处理制度， 同时对挤压棒材进行不同加工率的径锻， 对径锻后的棒材进行退火热处理，探索其加工率、力学性能、硬度和显微组织以及断口形貌之间的影响机理， 为指导生产提供理论依据。

钛铌合金棒的工艺特点：

1、 钛铌合金挤压棒材在相变点以上固溶处理时，组织长大明显，在大块的β 相内有显著的针状马氏体组织。随着径锻加工率的提升，晶粒破碎越明显，经退火热处理后发生了明显的再结晶过程，存在细晶强化现象。

2、钛铌挤压棒材经过固溶处理后， 强度和硬度提高较大， 塑性下降明显。随着加工率的逐步增大，棒材的抗拉强度、硬度、塑性都在缓慢提升，这主要是由于细晶强化作用所致。

3、钛铌合金棒材拉伸断口为典型的等轴韧窝，随着棒材加工率的增大，韧窝逐渐变大，变深，数量也增多。