鈦合金憑借其優異的強度、耐腐蝕性等特性，在航空航天等高端領域備受青睞。而TC4鈦合金絲材作為重要的鈦合金產品，在冷拉拔加工中卻面臨不少“攔路虎”。不過，科研人員們不斷探索創新，研發出了多種突破性技術，讓我們一起來看看吧~

　　TC4鈦合金絲拉拔的“老大難”問題

　　在TC4鈦合金絲材的冷拉拔加工過程中，除了讓人頭疼的粘模問題，還有兩個關鍵難題制約著其發展：

　　1、現有工藝的連續冷拉拔應變量普遍偏小，大應變拉拔難度大，難以滿足一些高精度、高性能的需求。

　　2、為了恢復拉拔塑性而進行的中高溫退火處理，會消除加工硬化效應，導致絲材的強度受到損失，影響其在高強度應用領域的發揮。

　　創新技術破解難題，各有高招

　　面對這些挑戰，國內外的科研團隊紛紛亮劍，推出了一系列新技術：

　?。?）脈沖電流冷拉拔（EPT）：低溫精密成形新思路

　　大連理工大學周巖等人采用脈沖電流冷拉拔TC4鈦合金的方法，通過脈沖電流發揮“神奇作用”——抑制高能錐面

　　經過EPT處理后，試樣的抗拉強度雖然降低了42MPa，但延伸率卻得到了顯著提升。這一發現不僅為TC4鈦合金的低溫精密成形開辟了新路徑，還能減少能耗和高溫氧化風險，讓其在航空航天等領域的應用潛力進一步擴大。

　?。?）階梯式模具布局（ADD）：實現大應變，兼顧強度與塑性

　　波蘭AGH科技大學J.Kawalko等人則另辟蹊徑，使用階梯式模具布局（ADD）拉拔TC4合金線材。這種工藝通過引入多向應變路徑，成功實現了大應變（ε=0.51）。

　　AAD工藝能顯著細化晶粒（從2.68μm細化到2.01μm），促進棱柱面和錐面

　　（3）固定模拉拔技術：打造超高強度絲材

　　東南大學團隊則走了“精細路線”，采用簡單的固定模拉拔技術，通過對冷拉拔工藝及熱處理工藝參數進行精細控制，成功開發出超高強度TC4鈦合金絲制備技術。

　　用這種技術制備出的TC4鈦合金絲，抗拉強度超過1400MPa，均勻延伸率還能超過3%，性能相當亮眼。

　　鈦合金變形方式還有這些“狠角色”

　　除了冷拉拔變形，鈦合金還有不少厲害的變形方式，在改善性能方面表現出色：

　?。?）等徑角擠壓（ECAP）：Ata Radnia等研究人員采用等徑角擠壓（ECAP）在540℃下對Ti-6Al-4V合金進行兩道次變形，隨后進行340℃/1h的退火處理。結果顯示，ECAP+退火處理使α晶粒尺寸從970nm細化至550nm，力學性能顯著提升，屈服強度提高15-25%（達到1084MPa），抗壓強度增至1843MPa，且韌性提高39%。

　　（2）多向鍛造（MF）：Zherebtsov等通過多向鍛造和溫軋制備出超細晶Ti-6Al-4V，在550℃、2×10??s?1條件下，合金展現出優異的低溫超塑性，延伸率達到1000%。其中，β相從三叉晶界轉變為連續網狀結構，促進了晶界滑移，使動態粗化速率比靜態快100倍。

　　（3）基于切削加工的塑性變形技術：M.Ravi Shankar等人采用這種技術對純鈦進行近室溫劇烈塑性變形（SPD），成功制備出超細晶結構。通過控制刀具前角（+20°和-20°）來調控應變，在芯片區域獲得了約100nm的等軸晶粒，硬度顯著提升至230-247HV（原始材料為144HV）。與高溫等徑角擠壓（ECAP）相比，近室溫變形能抑制位錯湮滅，得到的晶粒更細小，力學性能也更優。