眾所周知，合金在強(qiáng)塑性變形時半微結(jié)晶態(tài)和纖維組織的形成較純金屬容易。因此，本文主要研究BT16鈦合金半微結(jié)晶態(tài)的形成和隨后進(jìn)行熱軋時的可能性。

　　使用鈦合金時必需保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性。當(dāng)代鈦合金應(yīng)用的發(fā)展趨勢是在降低結(jié)構(gòu)部件和零部件的金屬損耗量的同時，要提高成套設(shè)備的功率，同時要滿足一定的機(jī)械性能要求。因?yàn)橥ㄟ^傳統(tǒng)的工藝雖能提高結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度，但同時卻失去了塑性，因此現(xiàn)在普遍采用各種強(qiáng)塑性變形，可以形成纖維組織或半微結(jié)晶態(tài)，同時還可以提高強(qiáng)度。研究可知，半微結(jié)晶態(tài)的BT1-0純鈦經(jīng)晶粒細(xì)化和熱穩(wěn)定作用，強(qiáng)度擴(kuò)大了三倍（σ0.2＝1010MPa，σB＝1110MPa，Hμ＝3200MPa），此時塑性為6%。

　　研究材料是從（α+β）型BT16鈦合金Φ25mm的棒材上切割下的長50mm的熱擠壓坯料。坯料的組織極不均勻，軸部位為粗大晶粒的層狀（α+β）組織（原創(chuàng)圖1α，粒級為6）；表面附近也有層狀組織，但更多的是分散組織（圖1б，粒級為4）。表層的顯微硬度為2680MPa，軸上為2470MPa。由這種坯料制成的制品和半成品可以熱軋，能保證較小的孔隙度和細(xì)晶粒組織。由于在最后的機(jī)械加工時要去除氧化皮和氣體飽和層，這種加工方法會引起金屬較大的損耗。

　　現(xiàn)階段原始坯料的強(qiáng)塑性變形是三向依次鍛壓（鐓鍛），同多階梯的abc擠壓相類似。坯料在600℃鍛壓到20mm，然后坯料旋轉(zhuǎn)90度，在550℃鍛壓到20mm，最后再將坯料旋轉(zhuǎn)90度,在500℃鍛壓(圖2α)。經(jīng)過這些工序后可以得到長度為60mm、截面為20×20mm的棒材。可以看出，坯料體積減小了2.2%，這是由于降低了孔隙度和去除了軸上的疏松，而使金屬緊縮。

　　研究結(jié)果證明，強(qiáng)塑形變形可以形成BT16鈦合金坯料的半微結(jié)晶態(tài)組織。強(qiáng)塑形變形就是通過軸變形進(jìn)行的三向鍛壓變形，隨后在550-600℃時進(jìn)行總變形量不超過80%的多道次軋制。經(jīng)過這些變形后，形成具有尺寸為25nm的α相的半微結(jié)晶態(tài)組織，它能保證合金的顯微硬度提高40%。

　　同時形成的半微態(tài)組織含有內(nèi)應(yīng)力，它能大幅度地降低材料的塑性，甚至導(dǎo)致坯料出現(xiàn)龜裂。為了消除這些缺陷，在軋制時需要確定壓縮率，并進(jìn)行最終的再結(jié)晶前退火。