Ti-3Al-5Mo-4.5V鈦合金即BT16鈦合金是由全俄輕合金研究院研制的、典型的a+p兩相合金，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和室溫冷成形性能。用冷成形法制造的BT16鈦合金緊固件在航空航天領(lǐng)域獲得長時(shí)應(yīng)用。Skvortsov和Khabarov進(jìn)行了直徑為5.5和8.5mm的BT16鈦合金冷拉棒性能的研究。系統(tǒng)地研究了退火態(tài)BT16鈦合金的微觀組織、相結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。用BT16鈦合金經(jīng)冷變形強(qiáng)化的緊固件的工時(shí)和成本都比熱成形和傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的低1?2倍對BT16鈦合金鍛造鉚釘、螺栓和其他緊固件來說，冷鐓成形是非常有效的成形技術(shù)m。為了更好地理解冷鐓成形過程，Wu和Sha[9]利用有限元方法對BT16鈦合金冷成形過程進(jìn)行了模擬。作者[1()，11]研究了BT16鈦合金組織和力學(xué)性能以及冷變形過程形成的絕熱剪切帶相轉(zhuǎn)變。

　　BT16鈦合金棒材表面粗糙度對冷鐓成形和冷鐓緊固件表面質(zhì)量具有很大的影響。<^!11等[12]利用網(wǎng)格線研究了鐓粗時(shí)表面粗糙度對不同材料流變的影響。Shabara等成功地研究了鐓粗過程中經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)韌性斷裂準(zhǔn)則。Shan和Kuhn[14]用冷鐓實(shí)驗(yàn)確定了圓柱試樣的斷裂軌跡和應(yīng)變路徑。Narayana等[15]研究了鋼冷成形韌性斷裂準(zhǔn)則。Pavlov等[16]研究了BT16鈦合金螺栓紋槽表面層的剩余應(yīng)力。

　　到目前為止，還沒有統(tǒng)一準(zhǔn)則來評價(jià)鈦合金冷鐓緊固件表面微裂紋。因此，為了更清楚理解原始棒材的表面粗糙度和壓縮率之間的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)利用光學(xué)顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)研究和分析BT16鈦合金棒材冷鐓性能和螺栓側(cè)表面微裂紋，為合理控制和優(yōu)化鈦合金緊固件冷鐓成形工藝提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　如果BT16鈦合金棒材僅車加工成直徑為6.5mm,其表面未進(jìn)行磨光處理。當(dāng)壓縮率達(dá)到60%時(shí)，被壓縮的圓餅表面粗糙，其鼓形側(cè)表面沒有明顯宏觀裂紋，在30倍電鏡下在鼓形側(cè)表面可觀察到表面微裂紋，在1000倍電鏡下在冷鐓大變形的鼓形側(cè)表面上清晰可見表面微裂紋，其呈45°開裂。

　　1)BT16鈦棒合金具有良好力學(xué)性能和冷鐓性能以及等軸組織，其晶粒大小均為l?3nm。

　　2)在冷鐓大變形過程中，側(cè)表面微裂紋均出現(xiàn)在表面，與加工表面粗糙度和壓縮率密切相關(guān)，其特征區(qū)別于傳統(tǒng)的表面宏觀裂紋。

　　3)BT16鈦合金棒材在表面粗糙度札不大于0.6,壓縮率不大于75%時(shí)，冷鐓試樣沒有宏觀裂紋缺陷，但在高倍電鏡下在冷鐓頭部鼓形側(cè)面觀察到呈45°的表面微裂紋。