軋製方向

鋼板在軋製過程中，晶粒將沿着軋製方向變形，並形成類似纖維狀，順着纖維方向和與其垂直的方向在性能上有着微量的差異。在鋼板取樣時拉伸方向應該與纖維方向垂直，在薄弱位置獲取的性能必須滿足性能要求。在卷制容器筒節時，一般是讓鋼板的纖維流向呈現為筒節的周向，這與壓力容器周嚮應力是2倍軸嚮應力的應力分佈是相批匹配的。因此採用壓輥與扎制方向平行卷制，儘管可以節省一點材料，但是不適宜的 ^[1]  。

垂直於軋製方向的TC1 合金板材在相同的最大循環應力下均較平行於軋製方向的合金板材表現出更長的疲勞壽命，其中當試驗温度為200 ℃時，不同軋製方向的合金板材疲勞壽命之間的差異更大。此外，在不同試驗温度下，垂直於軋製方向的TC1 合金板材的疲勞極限均高於平行於軋製方向的合金板材的疲勞極限，而且兩種不同軋製方向的TC1 合金板材的疲勞極限在200 ℃時的差異相對更大。在垂直於軋製方向上，TC1 合金板材具有更高的高周疲勞抗力。

α-Ti 具有六方結構，而六方結構晶體往往具有明顯的各異性。因此，α 型和α + β 型鈦合金的拉伸性能常呈現強烈的各向異性，而這種各向異性的出現與軋製期間形成的織構有關。由於織構的形成，當拉伸外力作用方向平行於軋製方向時，施密特因子較大，有利於滑移系的開動，易於發生塑性變形，因此，在平行於軋製方向上的拉伸強度較低；與此相反，當拉伸外力作用方向垂直於板材軋製方向時，施密特因子相對較小，不利於滑移系的開動，需較大外力才發生塑性變形，因此，在垂直於軋製方向上的拉伸強度較高。一般材料的疲勞性能與拉伸強度之間存在着一定的關係，拉伸強度越高，材料的疲勞變形抗力越大，其疲勞性能越高。對於α + β 型的TC1 鈦合金而言，其拉伸強度與軋製方向密切相關，即在垂直於軋製方向上的抗拉強度和屈服強度均明顯高於平行於軋製方向上的相應強度值。由此可以推斷，高周疲勞加載條件下，TC1 鈦合金在垂直於軋製方向上較在平行於軋製方向上表現出更高的疲勞抗力，致使合金在垂直於軋製方向上具有更高的疲勞極限和更長的疲勞壽命 ^[2]  。

通過軋製方向的改變，形成明顯的不同初始織構及組織各向異性。隨形變及退火次數增加，這些初始樣品組織及織構的各向異性逐漸減小甚至消失。樣品轉45°及90°軋製使表層的強初始Goss織構極大削弱後，仍能順利完成點次再結晶及得到較好的磁性能，原因可歸納為以下幾點：

1.兩次冷軋都是中等壓下量，有利於{111}（112）織構的形變量；中間退火使所有不同樣品都得到小等軸晶，使初始取向不同帶來的差異產生的作用明顯減小。因為在相同形變量下，小晶粒樣品因晶界多，阻礙位錯運動，加速取向轉動，更容易從不同初始取向轉到相同的取向分佈狀態，即形成有利於Goss織構的{111} （112）織構。

2.一般認為，點次再結晶晶核來自脱碳板的次表層位；原始熱軋板表層是再結晶晶粒，比中心層形變長條晶粒更容易提前擺脱初始織構的影啊，得到穩定的{111}（112）織構，從而使各樣品的表層都提前出現具有Goss取向晶粒。

3.再結晶後Goss取向晶粒至少有5mm，一次再結晶後的晶粒尺寸大約是10μm，這樣，一個成功的Goss取向晶粒要吃掉7.5 x 106個一次晶粒；而一次再結晶後Goss取向晶粒的體積分數至少有0.5%，即約37500個Goss取向晶粒內只要有1個成功生長就能得到強的Goss織構。以上試樣都能滿足這個條件。樣品轉動不同角度後，對抑制劑粒子分佈的影啊並不大，所以粒子分佈小的差異使得各樣品都可順利點次再結晶。

4.經45°旋轉後，原先表層的另一種剪切織構，即{110}（112）織構可轉到接近Goss取向（相差100），這種接近Goss取向的織構對最終Goss織構的形成起一定作用。同時，450樣品較細小的組織有利於{111}（112）織構的形成，從而可產生新的Goss取向。

5.原始熱軋板未經過常化，難以在第點次退火後形成成羣分佈的Goss晶粒，因此各樣品中的Goss晶粒數目及分佈差異不大。對900樣品，{111}（112）織構的順利形成，也產生新的Goss取向，對最終Goss織構有更大的貢獻 ^[2]  。

1.平行於和垂直於軋製方向的TC1 鈦合金板材的疲勞極限均隨着試驗温度的升高而降低；相同試驗温度下，垂直於軋製方向的TC1 鈦合金板材的疲勞極限高於平行於軋製方向的TC1 鈦合金板材。

2.同軋製方向的TC1鈦合金板材的高周疲勞壽命均隨試驗温度的升高而降低；相同的試驗温度和最大外加應力下，垂直於軋製方向的TC1鈦合金板材的疲勞壽命均高於平行於軋製方向的TC1鈦合金板材的疲勞壽命。

3.應力控制的高周疲勞加載條件下，軋製態TC1鈦合金板材的疲勞裂紋均以穿晶方式萌生於疲勞試樣表面，並以穿晶方式擴展 ^[3]  。