钛及钛合金棒材轧制
1 坯料的制备
棒材轧制的坯料一般用锻造、精锻或挤压方法制得。为了保证轧制产品的质量，应对坯料进行车削或磨削。目前所采用的各种坯料的规格见表3-17.
1.2 工艺参数的选择
（1)加热制度及终轧温度。α+β型钛合金轧前加热温度稍低于（α+β)/β相变温度。轧制过程在α+β相区完成，α型钛合金在α+β相区内加热，β型钛合金的加热温度高于β转变温度。加热时间按1~1.5mm/min计算。钛及钛合金棒坯轧前加热温度及棒材终轧温度见表3-18.
其他工艺参数的选择。由于钛及钛合金的产量不大，制品长度也较短，所以轧制时都用手工操作。轧制速度不宜过大，实际生产过程中采用的轧制速度一般为1~3m/s.道次平均延伸系数入一般为1.14~1.24.确定了入，再确定轧前断面积和轧件断面积，就可以计算出轧制道次N:
N=lnλz/lnλ（3-40)
式中 入z-总延伸系数。
1.3 棒材轧制
A 航空用棒材轧制
模锻叶片和制造紧固件用棒材的加热特点和热轧特点。前苏联用于制造航空叶片的成批材料为直径10~60mm的BT3-1、BT8、BT9和OT4等钛合金棒材。航空紧固件用材料一般采用直径为4.0~16mm的BT16合金棒材。
BT3-1、BT8、BT9和OT4合金的加热特点及热轧特点决定对棒材质量的要求。例如，当在合金的α+β相区温度下热轧时，如果其变形量不小于40%~50%,那么这种材料的塑性和疲劳强度指标最高。但在此温度下轧制，可显著增加开坯道次和中间道次的变形抗力，增加单位压力，使轧机的电动机过载。在此情况下，轧制过程应分两阶段进行：
（1)在高于α+β→β转变的温度下预轧；
（2)在合金的α+β相区温度下轧制到成品尺寸。
在终轧阶段，轧材应该冷却到低于650℃的温度。直径大于8.0mm的棒材，以及直径为4.0~8.0mm棒材的坯料，应在一火次之下完成轧制。
B 棒材热轧
如上所述，除了制造叶片和紧固件用的棒材以外，其余棒材都可采用专用孔型在一火次之下完成轧制。
由于工业轧机不可能具有针对每类合金的专用孔型，所以基本上是按照统一的典型流程来进行轧制的。许多研究者将各种各样的钛合金分成三类：
（1)宽展指数接近于结构钢的宽展指数的高变形抗力合金BT20、BT22、BT8、BT9、BT3-1等；
（2)宽展指数为第一类合金宽展指数1.5~1.7倍的低变形抗力的纯钛和低合金化的BT1-0、BT1-00等合金；
（3)宽展指数为第一类合金宽展指数1.8~2.0倍的BT5、BT5-1等合金。
宽展指数除了取决于合金材料的性质以外，在很大程度上还取决于轧制速度、轧辊质量、被轧材料和轧辊的温度、冷却液的成分、轧辊直径、导向装置的位置、轧辊的磨损程度和粗糙度等。
当调整轧机时，在选择所用的孔型设计参数（孔型斜度、孔型与辊环的圆角半径、辊对间隙的大小）、成品棒材椭圆率和精度的公差时，必须考虑上述各因素的影响。
在精心调整上述孔型设计的情况下，可以获得热轧棒材的尺寸公差，见表3-19.
前苏联轧制直径8~100mm的棒材可分成三类：第一类棒材为直径65~100mm的棒材，一般在三机架横列式500轧机上轧制，在420轧机上轧制ф30~65mm 钛及钛合金棒材孔型图如图3-31所示；第二类棒材为直径25~60mm的棒材，这种棒材可用450型中型轧机上轧制，在450轧机上轧制φ25~60mm钛及钛合金棒材孔型图如图3-32所示；第三类棒材为直径8~25mm的小型轧棒材，这时的孔型为500坯料机架的延伸箱形孔型系统，直径110~145mm的圆形坯料经过9~11个道次就可加工成90mmx70mm椭圆断面的条材，在250轧机上轧制ф8~25mm钛合金线棒材孔型示意图如图3-33所示。
300中间机架和250精轧机架是按方一椭一方一椭一圆系进行孔型设计的。
研究结果表明，用箱形孔型系、扁形和椭圆箱形孔型与椭圆孔型的组合孔型，或者立椭一水平椭一圆的立椭孔型系代替粗轧菱形、方形和六角形孔型的孔型设计，对以上三类棒材都表现出了最好的结果。因此，把扁六角形孔型换成孔型周长与其面积之比（或者体积与表面积之比）最小、角和辊环圆角半径较大的扁方孔型。
当这样改变孔型的形状时，用其轧制的金属横断面面积可能是相同的，但是受力状态、温度和变形却有改变：塑性变形所必需的动力减小，金属总的冷却速度减慢，轧材断面外围区与中心区的显著温差消失。这有助于被轧金属变形的均匀分布，可减少拉应力，从而使破坏金属致密性的几率下降。
变形和温度的均匀分布会促使形成均匀的组织，并改善热轧半成品的力学性能。
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