冷軋純鈦帶是用海綿鈦作為原料制造板坯,經熱卷、冷卷軋制及退火等工序處理得到的產品,主要用于制造焊管、板式換熱器、裝飾面板等產品,大量應用于核電、海水淡化、板換及建筑等領域,但鈦帶加工使用過程中經常會發現一些起皮、粘結、浪形及分層等質量缺陷,給客戶及生產廠家帶來大量的浪費,其中鈦帶分層缺陷研究較少且不易發現,質量隱患較大,因此分析其缺陷特征、形成機理及預防措施十分重要。
試驗材料為0.6~1.7mm厚度規格冷軋純鈦帶,其工藝流程為:海綿鈦→真空自耗電弧熔煉VAR(2次)→扒皮→鍛造→銑面→熱卷軋制→退火→拋丸→酸洗→冷卷軋制→脫脂→真空退火→精整→包裝。
分別從3個典型分層鈦卷缺陷位置取樣,分別為:厚度0.6mm,退火態,缺陷程度輕微,厚度1.7mm,退火態,缺陷程度中等,以及厚度1.5mm,冷軋態,缺陷程度嚴重。金相試樣經拋光、腐蝕后,使用OLYMPUSGX71進行顯微組織觀察;使用Hanemann維氏硬度計對缺陷及正常區域進行顯微硬度測定,試驗力為0.9807N(100g);使用Quanta650FEG掃描電子顯微鏡對缺陷區域進行形貌觀察;使用GenesisApex2X射線能譜儀對缺陷區域成分進行能譜分析。試驗結果表明:
?。?)鑄錠中存在的中心縮孔縮松、氣孔,以及硬α相冶金缺陷,是導致冷軋純鈦帶分層的根本原因,在冷軋過程中由于變形不均勻,缺陷部位上下基體呈現半連接狀或完全分離,并沿軋制方向產生斷續帶狀孔洞及裂紋,從而宏觀表面呈現出搓衣板狀花紋特征。對于鑄錠中心縮孔縮松及氣孔缺陷,應加強電極烘干,適當提高熔煉電流、增加熔池深度,同時保證電極密度和強度,防止熔煉過程中掉料發生。
?。?)對于鑄錠硬α相缺陷,應通過嚴格控制原材料品質,提高電極焊接質量、防止氧化,保證熔煉過程中真空度、漏氣率,同時避免使用混有金屬雜質元素的鈦殘料,實現規范清潔生產。