TA18（Ti-3Al-2.5V）鈦合金是從TC4（Ti-6Al-4V）鈦合金演變而來(lái)的低鋁當(dāng)量近α型鈦合金。它不僅具有良好的室溫及高溫力學(xué)性能、耐腐蝕性能，而且具有優(yōu)異的冷熱加工工藝性、成形性和焊接性能，通過(guò)熱處理可以實(shí)現(xiàn)良好的強(qiáng)度和塑性匹配。該合金對(duì)缺口不敏感，在許多介質(zhì)中具有良好的抗蝕性，因此在航空航天管路系統(tǒng)及石化行業(yè)得到了大量的應(yīng)用。斜軋穿孔法是利用沿軋制坯料縱向和橫向上的拉應(yīng)力作用，使圓坯軸心區(qū)金屬產(chǎn)生微裂紋，繼而擴(kuò)展為疏松區(qū)，最后形成孔腔這一物理現(xiàn)象，同時(shí)當(dāng)軸心區(qū)金屬出現(xiàn)疏松時(shí)頂頭及時(shí)地完成塑性加工過(guò)程，從而將實(shí)心圓坯（鍛坯或軋坯）直接軋成毛管的加工方法。因?yàn)樵摲ň哂性O(shè)備投資少，不用包套和潤(rùn)滑，工模具消耗少，成品率高，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)，在純鈦等管坯生產(chǎn)中得到大量應(yīng)用。
目前國(guó)內(nèi)制備TA18鈦合金無(wú)縫管材普遍采用擠壓制坯-軋制的生產(chǎn)方法。如果利用斜軋穿孔的方式制備TA18鈦合金管坯，可以簡(jiǎn)化管坯制造流程并提高管坯成材率，從而整體提高管材的成材率，降低成本?？蒲腥藛T采用三輥斜軋穿孔工藝進(jìn)行TA18鈦合金管坯的試制，并對(duì)斜軋管坯的后續(xù)冷加工性進(jìn)行研究，旨在為工業(yè)化生產(chǎn)TA18鈦合金無(wú)縫管材提供參考。
實(shí)驗(yàn)材料為由3t真空自耗電弧爐兩次熔煉的TA18鈦合金鑄錠，將鑄錠在β和α+β相區(qū)鍛造，再經(jīng)過(guò)機(jī)加工制成Φ85mm×850mm的棒坯。
采用三輥斜軋穿孔機(jī)進(jìn)行管坯的制備，穿孔頂頭為鉬頂頭。棒坯穿孔前使用中頻感應(yīng)爐加熱，加熱溫度為970℃，加熱時(shí)間為5min。Φ85mm×850mm棒坯一火制成Φ94mm×12mm×L管坯，變形量ε為46%，延伸系數(shù)λ為1.8。
用線切割方法將管坯沿縱向剖開(kāi)，在真空熱處理爐中進(jìn)行退火處理，退火制度為 650℃×1h/FC、700℃×1h/FC和750℃×1h/FC。用Leica MM-6金相顯微鏡觀察加工態(tài)（R態(tài)）和退火態(tài)（M態(tài)）管坯的顯微組織以及R態(tài)管坯的氧化層。采用島津顯微硬度計(jì)測(cè)試R態(tài)管坯基體區(qū)和污染層區(qū)域的顯微硬度，同時(shí)測(cè)試室溫拉伸性能。
Φ94mm×12mm管坯在LG120兩輥冷軋管機(jī)進(jìn)行不同變形量（34%、44%、55%、65%）的開(kāi)坯軋制，軋制后管材規(guī)格為Φ70mm×7mm。對(duì)管材進(jìn)行除油、酸洗，再進(jìn)行700℃×1h真空退火處理。觀察管材的表面形貌，觀察其顯微組織，優(yōu)選出合適的冷軋開(kāi)坯變形量。
采用LG60/LD60軋機(jī)，將Φ70mm×7mm管材冷軋成Φ48mm×5mm成品管材。成品管材經(jīng)除油、酸洗后，再在不同溫度（600、650、670、680、700、750℃）進(jìn)行真空退火處理，退火時(shí)間均為1h。觀察成品管材的顯微組織，測(cè)試其室溫拉伸性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：
?。?）采用斜軋穿孔方法加工的TA18鈦合金管坯，其加工態(tài)為變形的魏氏組織和少量塊狀α組織，經(jīng)過(guò)700℃×1h/FC退火處理后室溫力學(xué)性能良好，滿足后續(xù)軋制的要求。
?。?）TA18鈦合金斜軋穿孔管坯在進(jìn)行兩輥開(kāi)坯軋制時(shí)，變形量應(yīng)控制在55%以內(nèi)。成品管材較佳的真空退火制度為（650～670）℃×1h。
?。?）采用TA18鈦合金斜軋管坯生產(chǎn)的Φ48mm×5mm成品管材，其力學(xué)性能完全滿足國(guó)軍標(biāo)GJB3423-98和美標(biāo)ASTM B338-2010的要求。