本文通過斜軋穿孔法制備TA10鈦合金無縫管，具有不用包套和潤滑，不污染環境，模具消耗少，金屬利用率高，流程短，能耗低等一系列優點。通過（870℃，40min，WC）+(500℃，40min，AC)熱處理改善管材力學性能，滿足國標要求，為該合金工業化大批量生產提供了參考。

　　鈦及鈦合金具有低密度、高比強、耐高溫、耐腐蝕、無磁、生物相容等優異的綜合性能，產品已經廣泛應用于航空、航天、艦船、兵器、石油、化工、醫療等領域。

　　TA10鈦合金的名義化學成分為Ti-0.3Mo-0.8Ni（wt%），是近α鈦合金的一種，其微量元素鉬、鎳可以形成比純鈦低的陰極超電壓，明顯提高工業純鈦的抗縫隙腐蝕和點腐蝕能力，與其他成分的鈦合金相比，原料資源豐富，成本低，被廣泛應用于化工工業及真空制鹽業。另外，TA10鈦合金還具有組織穩定、抗氧化能力強、可焊性好、塑性高等特性。

　　斜軋穿孔制備鈦合金無縫管

　　鈦及鈦合金無縫管坯的加工工藝主要有擠壓法和斜軋穿孔法。TA10鈦合金工業生產管坯的制備以擠壓為主，有關斜軋穿孔方面的資料報道很少[4]。與擠壓生產無縫管相比，斜軋穿孔法不僅流程短、效率高，而且還提高了材料利用率，降低了成本，符合節能環保的理念。公司采用兩輥斜軋穿孔工藝制備TA10鈦合金無縫管材，并對無縫管熱處理工藝進行探索研究，以獲得具有綜合力學性能的管材。

　　采用的棒坯直徑為φ310mm，化學成分（見表1）符合GB/T3620.1-2007標準要求。采用差熱分析法測得β相轉變溫度為886℃。對棒坯加熱前預制定心孔，然后在表面涂覆抗氧化涂層，使用電阻爐加熱并保溫一定時間，之后采用兩輥斜軋穿孔機進行無縫管的穿軋，制得φ325mm×12mm的管材。

　　斜軋穿孔無縫管顯微組織與力學性能

　　圖2為TA10鈦合金斜軋管外表面的金相照片，從圖中可以觀察到外表面的氧化層，經測量氧化層厚度在0.22～0.30mm范圍之間波動，可見，涂層防護有效控制了鈦合金在高溫下的表面氧化。圖2為穿孔管顯微組織，為片狀α+β組織，這與穿孔工藝密切相關。實際生產時，在棒坯的加熱保溫過程中，加熱爐出現故障，導致穿孔前棒坯加熱溫度較高，已經超過相變點，穿孔過程中變形產生熱量較大導致局部溫升，隨后采用空冷，在冷卻過程中發生回復與再結晶，得到粗大的魏氏組織。表2為斜軋后管材的室溫力學性能，表3為GB/T3624-2010《鈦及鈦合金無縫管》中規定的TA10無縫管室溫力學性能，通過比較可以看出，斜軋穿孔法制備的無縫管塑性良好，強度偏低。

　　熱處理工藝及對管材力學性能的影響

　　鈦合金在加熱和冷卻過程中會發生相變，對于不同的合金體系可以通過控制熱處理工藝參數，從而控制相變過程，獲得所希望的顯微組織，實現合金力學性能和工藝性能的改善。TA10鈦合金屬于典型的近α鈦合金的一種，近α型鈦合金對熱處理制度不敏感，一般不能通過熱處理而強化，因此在現有的研究文獻中，對TA10鈦合金的熱處理是進行退火，得到含有少量β相的退火組織。蘇航標等[8]研究表明，對近α鈦合金Ti80的斜軋無縫管，在相變點之下淬火并時效處理后，可獲得較為理想的綜合力學性能。

　　為了提高斜軋TA10無縫管力學性能，本文對其淬火+回火工藝進行了探索。如果將鈦合金加熱至β相區，晶粒會很快長大，并容易導致鈦合金性能惡化。因此，熱處理采用低于相變點溫度的淬火+回火工藝。熱處理工藝見表4所示。

　　表5為不同熱處理后TA10鈦合金力學性能，從表中可以看出，熱處理后材料的強度提高，塑性降低，綜合性能完全滿足GB/T3624中的要求。從數據中還可以看出，隨著回火溫度的降低，強度呈上升趨勢，塑性呈下降趨勢。

　　結論

　　(1)通過斜軋穿孔法，可以生產出內外表面質量好，尺寸公差小的合格的TA10鈦合金大規格無縫管。

　　(2)TA10斜軋穿孔管的塑性良好，強度略低。

　　(3)通過（870℃，40min，WC）+(500℃，40min，AC)熱處理, 可以改善管材力學性能, 滿足國標要求。