引言

钛与钛合金在金属资猜中占据了重要职位，，，具备较高的科学钻研价值与利用价值，，，也是近年来科研领域的一项重点内容！Ｔ凇耙淮宦贰苯ㄒ橛搿爸泄谱 2025”规划纲领不休深入的新时期，，，由制作大国转变为制作强国已成为我国现阶段肩负的重要工作之一！

在实现此项工作的过程中，，，制作业涉及的重点领域如航空航天设备、、、海洋工程设备、、、高技术船舶、、、先进轨道交通设备、、、新能源汽车、、、高机能医疗器械等各方面制作内容都与钛合金息息有关，，，钛合金资料发展也相应步入关键阶段！Ｔ诖瞬季跋，，，索求钛合金板材热加工机能也相应成为新时期制作业必要深刻研习的重要课题！

1、、、TC1钛合金有关概述

钛与钛合金是新时期日渐为人所器重的金属资料，，，自身具备较多优势，，，如密度低、、、比强度高、、、工作温度领域广、、、耐蚀性强等，，，在航空航天等各领域得到了宽泛利用！C1钛合金在低温与超低温状态下仍能维持自身力学机能，，，且具备优良的低温机能，，，因而钛合金属于低温结构资料！ 在此基础上，，，钛合金具备较强的化学活性，，，能与大气中的氧、、、氮、、、氢、、、二氧化碳、、、一氧化碳、、、水蒸气、、、氨气等产生强烈的化学反映！５鳖押辖鹬械暮剂看笥 0.2％时，，，钛合金中形成硬质 TiC；；温度较高时，，，与 N 作用也会形成 TiN 硬质表层；；在 600℃以上时，，，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；；氢含量上升，，，也会形成脆化层！Ｎ掌宥挠泊啾聿闵疃瓤纱 0.1～0.15 mm，，，硬化水平为 20％～30％！ｎ训幕缀托砸泊，，，易与摩擦理论产生粘附景象！ｎ押辖鹩涤星慷雀叨芏扔中，，，机械机能好，，，韧性和抗蚀机能很好！５押辖鸸ひ栈芟喽圆幻蜗，，，不易进行切削加工难题，，，在对钛合金进行热加工时，，，其极易吸收大气中的氢氧氮碳等杂质！Ｇ翌押辖鹂鼓バ圆，，，出产工艺相对复杂！ｎ押辖鹪诠ひ祷霾煊蛑械睦米 1948 起，，，新时期由于航空工业发展需要，，，钛工业发

展更为迅速！Ｔ诓恍菟髑笾，，，钛合金至今已有近三十种型号，，，其中宽泛使用的钛合金为 Ti-6AI-1V(TC1)、、、Ti-6Al-4V(TC4)、、、工业钛（TA1、、、TA2 和 TA3）等[1]！

2、、、 热加工工艺有关概述

2.1 热冲压工艺

冲压成形是金属加工蹊径中相对传统的一类，，，此工艺重要在于分离板料或成型！Ｆ渲谐尚凸ひ毡匾紫缺Ｏ赵し腊辶铣鱿址至，，，同时利用板料自身的塑性，，，将其加工变形，，，使其成为所需状态的同时具备所需尺寸！Ｔ谔岢沙中⒄沟男率逼，，，节能环保等理念日渐深刻人心，，，且出产安全也相应日渐为人所器重，，，新能源汽车制作工艺成了日渐为人所器重的新领域，，，钛合金资料在其中的利用也日渐宽泛，，，热冲压技术的利用频率随之提升！Ｔ诶萌瘸逖构ひ帐，，，必要将加工变形的钛合金板材进一步加热，，，使其升温至高于资料结晶的温度，，，再将其冲压成形！Ｈ瘸逖构ひ盏闹匾览碓谟诶妙押辖鹱柿显诟呶禄肪诚卤湫慰沽Σ患暗奶刂，，，金属塑性加强而提升资料成形成效！Ｔ谧柿铣尚魏笤虮匾凳崩淙，，，以此提升资料强度[2]！

传统冲压工艺普遍为冷冲压，，，热冲压工艺与之相比更具优势！Ｔ谑褂萌瘸逖构ひ帐，，，资料自身变形抗力能相应降低，，，从而更易实现塑性变形！Ｔ诖斯讨，，，资料在接受冲压时所受的压力也随之减小，，，压力机的吨位需要也相应降低，，，回弹的节制情况也相对更为梦想，，，钛合金板材制成的零件尺寸更为精准！５谙硎艽死嘤攀频耐，，，热冲压工艺自身也必要投入更多成本，，，其出产线投资数额更大，，，模具设计流程更为复杂，，，出产成本随之提升，，，且对出产环境要求更高，，，尤其对空气环境具备较高要求！Ｇ胰瘸逖钩霾讨蟹掀仿室蚕喽愿，，，出产效能相对不梦想！Ｎ夜匀瘸逖构ひ盏乃髑笙喽云鸩浇贤，，，2009 年由大连理工大学汽车工程学院胡平教授团队与长春伟孚特汽车零部件有限公司结合开发出了国内第一条具备齐全自主知识产权的高强钢板热成形出产线，，，至今仅具备十余年汗青，，，仍需在后续发展过程中不休索求更多先进工艺[3]！

2.2 拉深工艺

拉深工艺也被称作拉延工艺，，，此工艺必要利用特定模具将平板毛坯制成开口零件，，，也属于一种冲压工艺！４斯ひ赵诔逖剐幸抵姓季莸谋壤喽圆淮，，，现阶段我国能做好冲压工艺的企业数量也相对有限！＠罟ひ丈婕暗氖址ㄏ喽苑崴，，，如陆续冲压拉深、、、传送式拉深、、、机械手模组式拉深、、、液压拉深等！＠罟ひ蘸堑某霾绞较喽愿丛，，，具备较强的综合性，，，在构筑、、、汽车、、、五金等各个行业都得到了宽泛利用！Ｎ估罟ひ盏玫浇徊嚼，，，索求钛合金板材热加工机能也是每位从业人员必要思考的重要问题！

3、、、TC1钛合金板材热加工机能试验

3.1 资料与设备

此项试验必要筹备厚度为 1mm 的TC1钛合金板材，，，同时筹备 Gleeble-3500 热仿照试验机！

3.2 步骤与过程

在测试TC1钛合金板材热加工机能时，，，相对常见的试验为高温单向拉伸试验！＞耸匝樗竦玫淖柿锨慷仁萦胨苄曰苁菥弑附洗笞饔，，，对TC1钛合金板材后期设计工作、、、选材工作、、、新资料研制工作、、、资料采购与验收工作、、、产品质量节制工作、、、设备安全评估工作等各个环节都具备极为重要的参考价值与利用价值[4]！

在试验之前，，，必要对试件做好清洁工作，，，并在其标距段上焊接热电偶，，，以此监控其温度变动，，，尔后再对试件进行装夹，，，使试验环境维持真空状态！Ｋ婧蠹纯赏度胧匝，，，行将试件加热，，，达到试验温度后再保温五分钟，，，保险试件各部位温度呈均匀散布状态！５约在受热后将出现膨胀变形等景象，，，为应对此景象则必要实时调整夹具地位，，，预防热膨胀影响试件长度！

在实现各项操作后，，，仍需凭据设定的应变速度拉伸试件，，，以 0.01、、、0.001、、、0.0001s^-1 进行拉伸，，，直至试件断裂，，，热电偶根基能在试件断裂时脱落，，，而脱落后即终止数据采集，，，即可导出试验数据，，，如图 1 所示！

3.3 了局与分析

由TC1钛合金高温单拉流动应力曲线（图 2）可知，，，同业温度时TC1钛合金应变速度降落的同时，，，流动应力也随之降落，，，但最大断裂应变则随应变速度降落而增大！Ｓ山鹗羝毡榇嬖诘奈锢硎粜岳纯，，，应变速度增长后，，，金属的变形抗力也随之增长，，，且温度升高对此景象产生的影响更为显著！５蔽露壬 500℃、、、应变速度为 0.01s^-1与 0.001s^-1时，，，反映应力的应变曲线所阐发出的硬化阶段也相对较长，，，应力升至最大后即出现迅速降落的情况，，，此情况下加工硬化更为重要！６500℃、、、0.0001s^-1时，，，试件出现屈服，，，应力迅速升至最

大，，，同时能在短功夫内维持不变，，，再缓慢降低，，，整体出现出热软化特点！５北湫挝露任 550℃、、、600℃、、、650℃时，，，试件出现屈服后，，，其流动应力迅速升至最高，，，试件也相应步入平衡应力状态！５庇Ρ渲鸩皆龀ず，，，温度一样但应变速度分歧的情况下出现的应力差距也具备较为显著的法规，，，此景象注明热软化的作用相对显著，，，动态再结晶情况也相应存在

[5]！

3.4 总结与瞻望

3.4.1 总结

在对厚度为 1mm 的TC1钛合金板材进行分歧温度环境下的变形试验，，，探索了TC1钛合金板材在各个温度下的热加工机能，，，明确了TC1钛合金板材高温情况下的拉伸变形能力，，，总结出了TC1钛合金在分歧变形前提下的拉伸真实应力应变曲线！Ｗ钪盏贸鯰C1钛合金板材热加工机能共存在七项特质：

其一，，，TC1钛合金在室温下抗拉强度相对较高，，，根基能达到 1288mPa，，，但室温下的塑性相对较差！５倍訲C1钛合金板材加热后，，，温度升高的同时流动应力相应降低！Ｔ诒湫挝露雀哂 600℃时，，，TC1钛合金塑性出现了显著提升，，，均匀抗拉强度降落至 620mPa！

其二，，，当TC1钛合金板材处于高温与低应变速度时，，，板材自身塑性相应出现较大提升！

其三，，，当TC1钛合金板材拉伸温度上升至 700℃时，，，合金出现动态再结晶的情况！４τ谌壤熳刺械腡C1钛合金板材重要微观组织演变机制为动态回复与动态再结晶！５盩C1钛合金板材处于 850℃时，，，其拉伸机能相对较为梦想，，，此温度下的TC1钛合金板材均匀伸长率可高达 60%！Ｒ蚨诙訲C1钛合金板材进行热加工时的建议温度可维持在 700℃—850℃之间！

其四，，，当室温达到 300℃之间，，，TC1钛合金薄板成形性相对不梦想，，，难以将其拉深成为圆筒件！５ 300℃时，，，则可拉深出合格的圆筒件，，，其极限拉深指数为 0.66！

由此可知 300℃是TC1钛合金板材能被成功拉深的临界成形温度，，，此数值能为后续制作提供参考价值[6]！

其五，，，当TC1钛合金板材所处温度达到 800℃时，，，高强TC1钛合金薄板的 LDR 值升至最大，，，此值为 2.28，，，注明 800℃为TC1钛合金板材的最佳拉深温度！Ｗ裱恍菁尤群蟮姆从晨芍，，，加热温度也是影响TC1钛合金板材拉深机能的重要成分之一！

其六，，，优质TC1钛合金板材的热拉深工艺参数为温度 800℃，，，冲压速度 10%（4mm/s），，，压边力为 10kN，，，其光滑方式为高温光滑脂！

其七，，，为使TC1钛合金板材提升塑性，，，可采取提升加热温度的方式，，，此方式的重要道理在于位错活动易使再结晶导致的晶粒细化！５蔽露炔恍萏嵘，，，TC1钛合金拉深件断裂大局也相应出现变动，，，由脆性断裂转变为韧性断裂，，，资料自身的塑性加工机能也相应得到了较为梦想的改善！

3.4.2 瞻望

在使用TC1钛合金板材实现此项试验之余，，，仍存在必要进一步强化的部门！

首先，，，此项试验选择了热轧TC1薄板，，，此类薄板向异性与冷轧板相比更小，，，拉伸试验仅能选择沿板料轧制方向截取拉伸状貌！５谙质道钍匝橹腥源嬖谙喽韵灾耐苟榭，，，为预防此类情况，，，可在后续工作中沿其他方向截取拉伸状貌，，，如沿轧制方向 45°角的方向截取等！Ｔ诖嘶∩弦部汕炕訲C1钛合金拉深件凸耳情况的探索，，，在后续工作中预防凸耳情况出现[7]！

其次，，，对TC1钛合金板材的拉深试验可扭转其应变速度，，，也可扭转拉伸状貌，，，以此进一步索求TC1钛合金板材的超塑性变形钻研！６诶钍匝橹幸部山徊缴羁坦鄄煨纬杀渭的各部门金相，，，如增长对筒底部门的观察、、、增长对底部圆角部门的观察、、、增长对凸缘部门的观察等，，，以此对TC1钛合金板材执行更为全面的探索！

最后在TC1钛合金板材拉深试验中也可选择各类其他厚度进行钻研，，，以此为试验增长校本数量，，，使TC1钛合金板材的各项个性具备更为明确的展示，，，为TC1钛合金板材的后续利用提供更多具备参考价值的建议，，，为利用TC1钛合金的各个领域提供有力保险！

4 、、、结语

综上所述，，，TC1钛合金板材在新时期制作业中占据了重要职位，，，但钛合金板材在室温下塑性变形领域较小，，，不易成形，，，在加工过程中必要使用热成形的步骤实现加工！C1钛合金板材在热变形时的流动应力也相应存在变动，，，温度升高时流动应力降低，，，应变速度减小时流动应力也随之降低！Ｍ盩C1钛合金板材屈服强度与抗拉强度则随温度升高与应变速度减小而降低，，，伸长率则接受温度升高而增大！Ｔ诿魅奉押辖鸢宀母鞣矫婊艿幕∩，，，有关从业人员可遵循制作需要选择最为适当的加工方式，，，使钛合金板材在我国制作业中阐扬更大作用，，，为我国顺利转型为制作强国奠定坚实基础！

参考文件

[1] 丁 平 , 肖 寒 , 陈 磊 等 . 退 火 时 间 对Ti-6.0Al-3.0Zr-0.5Sn-1.0Mo-1.5Nb-1.0V 钛合金组织 及 力 学 性 能 的 影 响 [J]. 工 程 科 学 学报,2022,44(01):50-58.

[2]肖寒,丁平,谭聪等.高强耐蚀钛合金热轧板材的组织 与 性 能 [J]. 昆 明 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学版),2021,46(02):21-28.

[3]程超.TA32 钛合金板材微观组织及超塑性钻研[D].中国科学技术大学,2021.

[4]刘子健.基于 YLD2000-2D 屈服准则和变弹性模量的Ti-6Al-4V 材 料 本 构 模 型 及 应 用 [D]. 太 原 科 技 大学,2021.

[5]徐森,孙静娜,崔永军.TC4 钛合金板材热轧全流程温度场钻研[J].燕山大学学报,2021,45(02):122-128.

[6]王瑞琴,葛鹏,侯鹏等.固溶和时效温度对 IMI834 钛合 金 板 材 组 织 和 性 能 的 影 响 [J]. 金 属 热 处置,2021,46(03):96-100.

[7]刘志强,张青来,韩伟东等.TC16 钛合金板材冷轧工艺 及 组 织 性 能 研 究[J]. 钛 工 业 进展,2021,38(01):20-24.

[8]朱丽,孔融,吴伟平,等.TC1钛合金板材热加工机能钻研[J].精密成形工程,2022,14(4):8.

[9]赵晓鹏,陈益哲,苗阳,等.TC1钛合金宽幅薄板热加工过程组织演变及力学机能钻研[J].中国金属传递,2021(18):3.

[10]高铁军,刘小军,于鲲,等.超声振动对TC1钛合金板 材 拉 伸 性 能 的 影 响 [J]. 稀 有 金 属 材 料 与 工程,2019,48(1):7.

[11]白新房,焦磊,王松茂,等.TC4 钛合金宽幅厚板材组 织 结 构 、、、 织 构 及 疲 劳 性 能 研 究 [J]. 热 加 工 工艺,2018,47(24):6.

[12]赵帅.EB 炉熔铸 TC4 钛合金扁坯交叉热轧与热处置的组织和机能钻研[D].昆明:昆明理工大学,2019.