攻克TC4钛合金丝拉拔难题，这些新技术太给力了！

　　钛合金凭借其优异的强度、耐腐蚀性等特性，在航空航天等高端领域备受青睐。而TC4钛合金丝材作为重要的钛合金产品，在冷拉拔加工中却面临不少“拦路虎”。不过，科研人员们不断探索创新，研发出了多种突破性技术，让我们一起来看看吧~

　　TC4钛合金丝拉拔的“老大难”问题

　　在TC4钛合金丝材的冷拉拔加工过程中，除了让人头疼的粘模问题，还有两个关键难题制约着其发展：

　　1、现有工艺的连续冷拉拔应变量普遍偏小，大应变拉拔难度大，难以满足一些高精度、高性能的需求。

　　2、为了恢复拉拔塑性而进行的中高温退火处理，会消除加工硬化效应，导致丝材的强度受到损失，影响其在高强度应用领域的发挥。

　　创新技术破解难题，各有高招

　　面对这些挑战，国内外的科研团队纷纷亮剑，推出了一系列新技术：

　　（1）脉冲电流冷拉拔（EPT）：低温精密成形新思路

　　大连理工大学周岩等人采用脉冲电流冷拉拔TC4钛合金的方法，通过脉冲电流发挥“神奇作用”——抑制高能锥面

　　经过EPT处理后，试样的抗拉强度虽然降低了42MPa，但延伸率却得到了显著提升。这一发现不仅为TC4钛合金的低温精密成形开辟了新路径，还能减少能耗和高温氧化风险，让其在航空航天等领域的应用潜力进一步扩大。

　　（2）阶梯式模具布局（ADD）：实现大应变，兼顾强度与塑性

　　波兰AGH科技大学J.Kawalko等人则另辟蹊径，使用阶梯式模具布局（ADD）拉拔TC4合金线材。这种工艺通过引入多向应变路径，成功实现了大应变（ε=0.51）。

　　AAD工艺能显著细化晶粒（从2.68μm细化到2.01μm），促进棱柱面和锥面

　　（3）固定模拉拔技术：打造超高强度丝材

　　东南大学团队则走了“精细路线”，采用简单的固定模拉拔技术，通过对冷拉拔工艺及热处理工艺参数进行精细控制，成功开发出超高强度TC4钛合金丝制备技术。

　　用这种技术制备出的TC4钛合金丝，抗拉强度超过1400MPa，均匀延伸率还能超过3%，性能相当亮眼。

　　钛合金变形方式还有这些“狠角色”

　　除了冷拉拔变形，钛合金还有不少厉害的变形方式，在改善性能方面表现出色：

　　（1）等径角挤压（ECAP）：Ata Radnia等研究人员采用等径角挤压（ECAP）在540℃下对Ti-6Al-4V合金进行两道次变形，随后进行340℃/1h的退火处理。结果显示，ECAP+退火处理使α晶粒尺寸从970nm细化至550nm，力学性能显著提升，屈服强度提高15-25%（达到1084MPa），抗压强度增至1843MPa，且韧性提高39%。

　　（2）多向锻造（MF）：Zherebtsov等通过多向锻造和温轧制备出超细晶Ti-6Al-4V，在550℃、2×10⁻⁴s⁻¹条件下，合金展现出优异的低温超塑性，延伸率达到1000%。其中，β相从三叉晶界转变为连续网状结构，促进了晶界滑移，使动态粗化速率比静态快100倍。

　　（3）基于切削加工的塑性变形技术：M.Ravi Shankar等人采用这种技术对纯钛进行近室温剧烈塑性变形（SPD），成功制备出超细晶结构。通过控制刀具前角（+20°和-20°）来调控应变，在芯片区域获得了约100nm的等轴晶粒，硬度显著提升至230-247HV（原始材料为144HV）。与高温等径角挤压（ECAP）相比，近室温变形能抑制位错湮灭，得到的晶粒更细小，力学性能也更优。