以TC4钛合金板带为钻研对象，重点对其高温下的强度和热导率以及理论氧化皮等进行试验钻研和分析.TC4钛合金的屈服强度和抗拉强度以及屈强比均随温度的升高而降低.所测合金的比热容领域为0.61～1.14 J/（kg?K），热辐射系数为0.58.TC4合金理论氧化缺点层重要由外侧含氧量较高的氧化皮和内侧的富氧层组成.随加热温度的升高和保温功夫的耽搁，富氧层会向合金基体延长使其氧化层厚度增长.在较高的应变速度和较低的变形温度下，TC4合金的变形抗力增长显著.应力应变曲线随应变速度的降低由加工硬化型向动态再结晶型转变，变形温度越高其产活泼态再结晶的临界变形量越小。！

金属钛拥有轻质、高强度、耐侵蚀和高温机能好等利益，拥有重要的利用价值和辽阔的利用远景，因而被称为“第三金属”和“21世纪的金属”[1-2].

板带材是钛加工材的重要产品，占钛加工材消费量的60%以上，重要利用于国防、军工、航空航天、石油化工、制盐制碱、冶金、船舶制作、海滨电站及医疗和体育等行业.随着经济的发展和科技的进取，钛板带材的市场需要量也在急剧提高，这给钛板带加工技术与设备的发展带来了机缘，但同时也对产品的力学机能、尺寸公差、理论质量和使用性价比等提出了更高的要求[3-8].

相比于钢铁、铜、铝等金属板带材，钛板带材属利用领域高端和发展远景看好的新型高强度、轻质资料，但其出产技术要求高、工艺难度大，这尤其体此刻热轧变形抗力高、加工硬化水平大、热变形温度领域窄等方面。！

（1） 钛的晶体结构为hcp（密排六方），力学机能出现出显著的各向异性，常温下仅有3个滑移面（基面、棱锥面、棱柱面）和1个滑移方向（钛有两种同质异晶体：：882 ℃以下为hcp结构的α钛，882 ℃以上为bcc（体心立方）结构的β钛）。！

（2） 钛在高温下与氧亲和力强，氧元素不休向基体扩散，在钛内部形成硬脆?樱?使其塑性降低.别的，在还原性空气中加热时，钛的吸氢效应出格强烈，该效应会使氢扩散到金属内部，降低其塑性[9-11]。！

由于以上原因，钛板带材的热轧工艺和热轧机等加工设备必要针对其个性进行专门的开发和设计，而设计必须凭据正确的资料机能参数等数据，如钛在分歧温度和应变速度下的屈服强度、高温下的热导率、热辐射系数、理论氧化皮的化学成分及厚度、应力应变曲线特点等。！

1、试验资料与规划

1.1、试验资料

试验资料选择某企业出产的TC4钛合金锻打坯料，其化学成分见表1.相比于工业纯钛，TC4钛合金的成分为Ti6Al4V，属于（α+β）型钛合金[12-13]，拥有优良的综合力学机能，在钛合金种类中的利用最宽泛，产品的市场需要量也最大。！

1.2、试验规划

TC4钛合金的高温力学机能重要蕴含分歧温度前提下的屈服强度σs、抗拉强度σb、伸长率δ5、比热值、热导率、热辐射系数等，以及在分歧温度和应变前提下的应力应变曲线特点.凭据试验要求别离制作所需试样后，在700～1 100 ℃温度下，对TC4合金进行拉伸、温降等试验.同时，制作热仿照试样，在700～1 100 ℃、工程应变20%以及1，5，10，30和50 s-1的应变速度下，进行热力仿照试验.

别的，对厚度为8 mm的热轧板以及热轧后再进行退火的TC4合金板材别离进行理论氧化皮成分和厚度的试验测定和分析.

2、高温力学参数

温度别离为700，800，900，1 000和1 100 ℃前提下的TC4钛合金的应力应变曲线如图1所示.

TC4钛合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率等高温力学机能的测试了局见表2.

从图1和表2中能够看出，TC4钛合金的屈服强度σs和抗拉强度σb均随温度的升高而降低.温度在700～1 100 ℃时，TC4钛合金的屈强比别离为0.85，0.64，0.45，0.48，0.43，屈强比大体随温度的升高而降低.当温度为900 ℃时，TC4钛合金的伸长率达到最大值，为470%，此时对应的屈服强度σs和抗拉强度σb别离为10 MPa，22 MPa.TC4钛合金的伸长率在700 ℃和1 000 ℃时相对较低，最低值为95%.

在700 ℃出现伸长率较低的原因是，温度较低时，TC4钛合金没有达到动态再结晶的温度，动态再结晶不能进行，也无法获得藐小等轴的晶粒组织.同时，TC4钛合金在此温度下很难产生αβ的相转变.TC4钛合金的α相为hcp结构，β相是bcc结构，hcp结构的滑移系少于bcc结构的滑移系.因而，hcp结构合金的塑性成形能力较差，伸长率低.当温度为1 000 ℃时，TC4钛合金在变形过程中固然达到了动态再结晶的温度，但由于变形温度较高，TC4钛合金试样在拉伸过程中其动态再结晶晶粒迅速长大，组织和晶粒粗化严重，造成其塑性成形能力较低。！

对TC4钛合金锻坯取样，进行温降试验，试样规格为8 mm×100 mm×200 mm.在温度为380.2～1 232.6 K时，TC4钛合金的比热容为0.61～1.14 J/（kg?K）.其中在380.2～1 160.7 K时，TC4钛合金的比热容随温度的升高而增大；；；在1 160.7～1 232.6 K时，比热容随温度的升高而降低.

别的，在温度为429.6～1 378.8 K时，TC4钛合金的热导率为5.8～19.7 W/（m?K），且随着温度的升高而持续增大.所测得的TC4钛合金的热辐射系数为0.58.

3、理论氧化皮分析

对TC4钛合金坯料进行轧制试验，进而对其理论氧化皮的成分和厚度进行分析.试样在960 ℃进行始轧，终轧温度为480 ℃，轧制总压下率为95.6%.对8 mm厚的热轧板进行750 ℃×1.5 h退火.别离对TC4钛合金轧制板和热轧后的退火板进行试验分析，其理论天生的氧化皮描摹的SEM照片如图2所示. 　　经测定，图2（a）中TC4钛合金热轧板的理论氧化皮厚度为15.9 μm；；；图2（b）中经热轧和退火后的板材理论氧化皮厚度为17.5 μm.别离进行能谱分析可知，两者氧化皮中重要含C，N，O，Al，Ti等元素，具体的化学元素及其质量分数见表3.

对各元素进行线扫描，并结合金属和非金属元素的相图进行分析，TC4钛合金理论氧化物重要为TiO2，TiO，Al2O3，同时也含有少量的Ti2O，Ti3O，Ti6O等廉价钛的氧化物.TC4钛合金理论氧化层的组成示意图见图3.

与钢铁、铜板带等金属类似，TC4钛合金加热后的氧化缺点层重要由两部门组成：：外侧含氧量较高的氧化皮，以及基体与理论氧化皮之间的富氧层.由于TC4钛合金板坯外理论直接受到热源辐射，且齐全处于含氧空气中，因而其理论氧化皮中氧原子与金属原子的数量比达1～2.Al2O3相比TiO2，致密性更好，可能较好地反对氧向内层扩散和渗入，因而富氧层中，氧原子与金属原子的数量比。！