Превосходные характеристики титановых материалов расширили сферу их применения, а спрос на высококачественные титановые трубы-также растет. Раньше для обработки тонких титановых труб в основном использовался метод волочения. Между титановыми трубками и матрицами возникало сильное трение, которое часто приводило к абляции и склеиванию на поверхности титановых трубок, а допуск на размеры было трудно контролировать. Чтобы предотвратить эти недостатки, обычно необходимо провести окислительную обработку титановых материалов для формирования слоя оксидной пленки на поверхности для смазки, а объем обработки после каждой окислительной обработки не должен быть слишком большим. Оксидная пленка очень твердая, что может привести к износу формы, а также к проблемам с размером изделия и качеством поверхности. Поэтому необходимо срочно разработать метод обработки недорогих-качественных и-тонких титановых трубок.
Согласно теории прокатки титановых труб, значение Q (отношение относительного уменьшения стенки к относительному уменьшению диаметра) оказывает большое влияние на качество внутренней поверхности трубы в процессе прокатки. В процессе трехвалковой прокатки различные значения Q (0,87, 1,00, 1,26) выбираются для прокатки после дефектоскопии, отбора проб и наблюдения за поперечным сечением для определенного прохода, чтобы убедиться в отсутствии трещин на внутренней поверхности. Ультразвуковая дефектоскопия должна проводиться на трубе в среднем проходе, а поперечное сечение должно контролироваться путем отбора проб, чтобы убедиться в отсутствии трещин на внутренней поверхности перед следующим проходом прокатки. Результаты: когда значение Q равно 0,87, микротрещина на внутренней поверхности очень мелкая, а глубина составляет около 5 мкм. И трещин мало; При увеличении значения Q до 1,26 глубина микротрещины на внутренней поверхности достигает 50 мкм. Микротрещины на внутренней поверхности трубы возникают в основном из-за того, что трехвалковая прокатка предназначена для уменьшения сначала диаметра, а затем стенки. Большая степень обжатия и малая степень обжатия вызывают скопление материалов во время процесса обжатия и образование продольных микротрещин на внутренней поверхности. Поэтому при прокатке труб из титановых сплавов станом трехвалков значение Q не должно превышать 0,87, иначе внутренняя поверхность трубы склонна к образованию трещин.
В процессе холодной прокатки толстостенных труб из титанового сплава небольшого- размера на внутренней и внешней поверхностях легко возникают микротрещины. Микротрещины на внешней поверхности обычно удаляются шлифовкой и соскабливанием, и эффект получается очень идеальный; Что касается микротрещин на внутренней поверхности, то в настоящее время в процессе промышленного производства те, у которых внутреннее отверстие больше 13 мм, в основном удаляются расточкой, а те, у которых внутреннее отверстие меньше 13 мм, обычно не обрабатываются, поэтому контроль качества внутренней поверхности затруднен.
(1) При прокатке толстостенных труб из титанового сплава небольшого- размера деформация двухвалковой открытой прокатки выбирается на уровне 39 %, а качество внутренней и внешней поверхности трубы хорошее.
(2) При трехвалковой холодной прокатке толстостенных труб из титанового сплава небольшого- размера значение Q не должно превышать 0,87, чтобы обеспечить хорошее качество внутренней поверхности трубы и отсутствие трещин. Учитывая хорошее соответствие прочности и пластичности, деформация трехвалковой прокатки выбрана на уровне 30%, что позволяет получить лучшие механические свойства и микроструктуру.
(3) В процессе прокатки труб из титанового сплава каждые 1–2 прохода прокатки, обезжиривания, травления, отжига, выпрямления, а затем пескоструйная обработка + метод травления для удаления внутренних поверхностных трещин. Благодаря этому мероприятию квалифицированная дефектоскопия готовых труб может быть увеличена до 35%- 40%.
Микроструктура готовой трубы после вакуумного отжига при температуре 750 градусов с деформацией прокатки 25%, 30% и 36%. Видно, что микроструктура трубок из отожженного титанового сплава является равноосной. С увеличением деформации степень рекристаллизации становится более полной, а зерна мельче. Механические свойства готовой трубы при комнатной температуре после вакуумного отжига при температуре 750 градусов в условиях деформации прокатки 25%, 30% и 36% соответственно. Видно, что при деформации 25% предел текучести готовой трубы составляет 550 МПа, предел прочности на разрыв 675 МПа, удлинение 15,5%, а удлинение немного выше стандартного требования 15%; При деформации 30% предел прочности составляет 670 МПа, предел текучести 535 МПа, удлинение 17%; Когда деформация составляет 36%, предел прочности составляет 640 МПа, предел текучести 517 МПа, что немного выше стандартного требования 515 МПа, а удлинение достигает 19%. Учитывая хорошее соответствие прочности и пластичности, а также сравнение механических свойств и микроструктуры при различных условиях деформирования, целесообразно выбрать 30 % деформации прокатки готовой трубы.
