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 钛及钛合金的杂质元素和退火处理在其生产过程中具有重要的作用。其中杂质元素可使钛及钛合金强度提高，塑性下降。以影响程度来说，氮的影响 ，碳的影响小，而氧居中，氢对钛的力学性能影响主要体现在氢脆上。随着工业技术的发展以及工业生产对金属材料性能需求的不断提高，金属材料生产中的成分设计尤为重要。而热处理是金属材料重要的物理冶金过程之一，也是工业上控制和改变金属材料组织、结构和性能的重要手段。科研人员研究了两种不同氧含量、不同退火制度对经特定工艺轧制的TA2钛管材的组织和力学性能的影响，以获得满足飞机发动机要求的高性能、高塑性的再结晶态TA2钛管材。
  实验原料采用一级海绵钛，经两次真空自耗电弧炉熔炼获得铸锭，化学成分有两种，以下均称方案A和方案B。其中，A的氧含量为0.06%～0.07%，B的氧含量为0.10%。TA2铸锭经2500t水压机开坯锻造、棒坯钻孔、1600t卧式挤压机包套热挤压，终获得Φ45mm×8mm×L的管坯，对管坯下料进行包套酸洗得到轧制坯料。
  管坯采用常规两辊、辊管材冷轧机进行多道次轧制。两辊轧制变形量选择50%～60%，三辊轧制变形量选择30%～45%，终得到Φ8mm×1mm×L(L≥3000mm)的TA2成品管材。飞机发动机管材需满足抗拉强度Rm=392～539MPa、伸长率A50≥20%，屈服强度不要求，显微组织要求为再结晶态组织，并且有相对ASTMB/ASME SB338标准更严格的工艺性能和探伤要求。
  成品管材选择不同退火温度480℃、500℃、520℃、550℃、600℃，保温时间选择90min，随炉冷却。在热处理后的管材上取样，用INSTRON-1185电子拉伸机进行室温力学性能测试和OLYMPUS金相显微镜观察显微组织。试验结果表明：
  (1)TA2管材中氧含量为0.06%～0.07%时，500℃时室温力学性能满足飞机发动机要求，520℃强度稍微偏低，合格温度区间较窄，不建议选用。
  (2)冷加工的TA2管材，其氧含量为0.10%时，在500℃时开始发生再结晶，520℃～600℃热处理时材料组织为细小再结晶组织，性能和组织趋于稳定，经520℃～550℃×90minFC处理后的管材组织和性能达到飞机发动机使用要求。
  (3)经过增加内表面镗削处理的方法可以有效去除氧含量为0.10%的管材在冷加工过程中产生的内表面缺陷，且并不影响成品超声探伤。

1、钢材的概念：钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。
  钢材是 建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。
  2、钢材的生产方法
  大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：
  轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状)，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。
  锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。
  拉拨钢材：是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。
  挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材
  一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢材钢与有色金属的基本概念。
  1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁钢材为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
  生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和钢材制造铸件。 把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁(液状)，把液状铸铁浇铸成铸件钢材，这种铸铁叫铸铁件。
  铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
  2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直钢材接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢材钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
  3、钢材有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，钢材此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等钢材。