Ti-6Al-7Nb小规格轧制棒材组织与性能的研究

Ti6Al7Nb合金具有优良的力学性能以及良好的生物相容性，因而近年来被作为外科植入材料广泛应用于医疗领域，并已经成为钛合金市场颇具竞争力的重要产品。然而对于小规格Ti6Al7Nb棒材的轧制生产技术以及热处理制度的报道甚少。研究人员通过对Ti6Al7Nb棒坯轧制过程以及热处理棒材组织与性能的研究，旨在为现场生产提供更多的技术参考数据，从而优化生产工艺。

实验材料为医用钛合金Ti6Al7Nb，各元素的标称质量分数为：w（Al）=5.8%，w（Nb）=6.76%，w（O）＜0.13%，w（Ta）＜0.10%，w（Fe）＜0.036%，其余为Ti。实验中选用了3支直径为45mm的Ti6Al7Nb棒材作为实验材料，分别编号为1#，2#，3#。1#、2#棒材为相变点（相变温度为1009℃）以下锻造的双相组织合金，3#棒材为经过1030℃（相变点以上20～30℃）×30min退火的魏氏组织合金。1#棒材采用相变点以下60～70℃温度进行轧制，2#棒材采用相变点以下20～30℃温度进行轧制，3#棒材（魏氏组织）在相变点以下60～70℃进行轧制。轧制所得试样全部为Φ12mm的黑皮棒材。对1#轧制试样进行700，730，760，790，820℃以及30，60，100，150min的正交热处理实验。

Ti6Al7Nb棒材轧制选用孔系如下：Φ45→41→38→30→扁42→23→扁35→16→扁26→16→扁23→12.5→扁20→Φ12。在其中选取第三道次Φ30、第五道次Φ23、第七道次Φ16、第十一道次Φ12.5以及成形道次Φ12的试样进行横向和纵向的金相显微组织分析。研究结果：

(1)双相钛合金在轧制过程中晶粒沿变形方向被拉长并有合并长大的趋势。

(2)魏氏组织的Ti6Al7Nb棒坯在合理的轧制工艺下变形最终可以获得完全的等轴组织。

(3)在970℃轧制所获得的组织中α相比例较940℃轧制组织的少，且相边界更圆滑。

(4)Ti6Al7Nb小规格棒材的较佳热处理制度为(730～750)℃×(60～120)min+AC。（晓红）