高强度α+β型钛合金薄板的开发

日本新日铁住金公司研究开发了Ti-5Al-1Fe以及Ti-1Fe-0.35O（Super-TIX800）高强度α+β型钛合金热轧钛带卷的工业化生产技术。这类钛合金的单向热轧板由于T方向织构发达，材质的各向异性大，为此研究开发了不同的工艺技术以降低其材质的各向异性。
首先实验了板材的加热温度，结果表明在β相变点（1010℃）以上的1050℃加热，100mm厚的Ti-5Al-1Fe-0.16O合金板坯可以顺利地用热轧机轧至4mm。然后探讨了氧的添加量（0.16%、0.26%、0.36%，质量分数）对板材织构的影响。研究表明，当氧添加量大时，热轧板T方向的织构强。氧添加量在0.26%以下时，单向热轧板不会产生过度的各向异性，可以获得充分的强度塑性匹配。基于以上研究结果，采用3.7t的Ti-5Al-1Fe-0.16O合金铸锭经热锻造制备钛合金板坯（厚170mm），在1050℃下加热，单向热轧生产了厚4mm的热轧钛带卷，热轧过程中变形抗力小，边裂少，可以顺利热轧，热轧钛带卷的冷回卷和卷取等性能也良好。目前已进行了数吨规模的热轧钛带卷的批量生产。
为了降低T方向织构引起的各向异性，探讨了两段热处理的有效性，即在975～1025℃保温1h后水冷的固溶处理后，再在700℃保温2h后空冷的稳定化处理。实验表明单向热轧的Ti-5Al-1Fe-0.26O合金经两段热处理后，板材的各向异性降低，同时在L和T方向均维持与热轧态相同的高强度，且塑性较高。
另一个降低高强度α+β型钛合金单向热轧板材各向异性的方法是在适当条件下进行冷轧及退火处理，对Ti-1Fe-0.35O热轧板采用大压下量（50%加工率）冷轧，再在800℃下退火。实验表明，T方向织构发生了很大改变，生成了再结晶组织，使板材的各向异性降低。