本發(fā)明涉及一種TC21高強(qiáng)高韌鈦合金絲材的加工方法。

背景技術(shù)：
TC21鈦合金是一種兩相高強(qiáng)、高韌、高損傷容限型α+β鈦合金，是目前我國高強(qiáng)高韌鈦合金綜合力學(xué)性能匹配較好的鈦合金之一，可用于航空飛機(jī)的機(jī)翼接頭結(jié)構(gòu)件、機(jī)身與起落架連接框、吊掛發(fā)動(dòng)機(jī)接頭等部位，以及對強(qiáng)度及耐久性要求高的重要或關(guān)鍵承力部件的制作。目前TC21鈦合金的應(yīng)用形式主要是棒材、鍛件和厚板。因其硬度較高，朔性較低，且具有在高溫狀態(tài)下仍然可以自身材質(zhì)的特性，使其成為航空用材料首選之一；同時(shí)也決定了其焊絲生產(chǎn)的困難性。鈦合金絲是指以盤圓形式供貨的鈦制品，作為鈦材系列的一種重要品種，無論從產(chǎn)量、規(guī)格和應(yīng)用如今都已有了長足發(fā)展。然而，TC21焊絲卻一度依賴進(jìn)口。為了發(fā)展國內(nèi)TC21鈦合金絲材產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出一種TC21鈦合金絲材的加工方法刻不容緩。目前，關(guān)于鈦合金絲材加工的方法不適用于TC21鈦合金絲的加工。如CN101716715B公開的一種鈦及鈦合金絲的加工方法，是先取規(guī)格為Φ10mm～Φ11mm的鈦及鈦合金坯料，通過無心車床進(jìn)行扒皮，除去0.8mm～1mm的表層金屬，得到光亮的、除去表面氧化皮的鈦及鈦合金絲，采用角磨機(jī)修模1～2次，消除鈦及鈦合金絲上的裂紋以及細(xì)縫，再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在1～2小時(shí)加熱到750～800℃，再保溫2～3小時(shí)后自然冷卻到室溫，然后取出鈦及鈦合金絲，接著通過輥模冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋到規(guī)格為Φ5mm～Φ6mm的鈦及鈦合金絲，然后再將鈦及鈦合金絲放入真空爐中，抽真空，在1～2小時(shí)加熱到750～800℃，再保溫2～3小時(shí)后自然冷卻到室溫，再將得到的Φ5mm～Φ6mm的鈦及鈦合金絲通過輥模冷軋機(jī)，軋制成規(guī)格為Φ1mm～Φ3mm的表面光亮、無氧化的鈦及鈦合金細(xì)絲。該方案的加工溫度和時(shí)間控制不符合α+β鈦合金溫度點(diǎn)的變化需要。又如CN102451862A公開的一種TC17鈦合金絲的制備工藝，選用TC17鈦合金軋制成規(guī)格Φ12mm盤元；Φ12mm盤元進(jìn)行三次修磨；修磨后和總加工率達(dá)到30%的時(shí)候進(jìn)行熱處理，在電爐或真空爐中進(jìn)行去應(yīng)力退火；絲材直徑≥Φ10mm時(shí)，拉伸溫度為780℃±20℃；線材直徑＜Φ10mm時(shí)，拉伸溫度為730℃±20℃；經(jīng)過熱處理的絲材反復(fù)退火～拉伸～修磨～退火至≥Φ5.5mm，進(jìn)行真空熱處理；成品前經(jīng)過真空熱處理后，根據(jù)成品直徑大小，采用0～5o的內(nèi)外錐角圓刃模去掉材料表面的潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)層，拉成≤Φ5.0mm光亮絲，再進(jìn)行成品檢驗(yàn)；成品檢測合格后作為成品出廠。由于TC17鈦合金和TC21鈦合金的理化性質(zhì)有所不同，該方案適用于TC17鈦合金絲的制備，不適用于TC21鈦合金絲的加工。再如CN102477502A公開的一種醫(yī)用高強(qiáng)度鈦合金絲及其制備方法，是按主元素Al6.0％～6.3％，V4.2％～4.5％；間隙元素O含0.13％～0.15％，F(xiàn)e0.08％～0.12％的成分控制的合金經(jīng)熔煉、開坯鍛造、多火次鐓拔鍛造、大變形軋制、控溫?zé)崂?、去?yīng)力退火、電熱矯直及磨削工序制備出高強(qiáng)度鈦合金絲材。該方案適用于Ti～6Al～4V鈦合金絲的制備，應(yīng)用于醫(yī)用克氏針固定系統(tǒng)，不適用于TC21鈦合金絲的加工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種TC21高強(qiáng)高韌鈦合金絲材的加工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中國內(nèi)TC21鈦合金絲材生產(chǎn)困難的問題。（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為780℃～850℃，并保溫80～200min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為750～800℃；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為750℃～850℃，并保溫60～160min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為700～800℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為650～800℃，保溫50～150min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為5～15m/min，加工率為3～8%，拉伸溫度為600～750℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.8mm～1.0mm，處理速度50～250m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為780℃～850℃，并保溫80～220min，拉伸速度為10～50m/min，加工率為5～15%，拉伸溫度為750～800℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為700℃～800℃，并保溫80～150min，拉伸速度為10～50m/min，加工率為3～8%，拉伸溫度為650～780℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為680℃～800℃，并保溫60～150min，拉伸速度為10～100m/min，加工率為2～6%，拉伸溫度為650～780℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為700℃～800℃，并保溫60～120min，拉伸速度為10～150m/min，加工率為1.5～6%，拉伸溫度為600～780℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為600℃～750℃，并保溫40～90min，拉伸速度為10～180m/min，加工率1.0～4%，拉伸溫度為550～650℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為700℃～850℃，并保溫40～120min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。因?yàn)樵诶爝^程中由于使用的潤滑劑在高溫下與空氣接觸會(huì)在材料的表面產(chǎn)生H、O離子滲透到材料里面，所以可以通過真空退火產(chǎn)生的負(fù)壓可以脫出H、O，而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。所述步驟（1）中的退火溫度為800℃～850℃，保溫時(shí)間為120～150Min，出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為780℃～800℃。所述步驟（2）中的退火溫度為780℃～850℃，并保溫100～120Min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為730℃～780℃。所述步驟（3）中退火溫度為750℃～780℃，保溫80～120Min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為5～15m/min，加工率為5～8%，拉伸溫度為680℃～700℃。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明解決了國內(nèi)TC21鈦合金絲材生產(chǎn)困難的問題，對其生產(chǎn)方法進(jìn)行了創(chuàng)新，工藝合理、高效，能得到品質(zhì)優(yōu)良的TC21鈦合金絲材產(chǎn)品，有利于國內(nèi)TC21鈦合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。另外，采用本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的TC21絲材（如焊絲等）表面光亮無氧化層，氫、氧含量低，單重可以達(dá)到10kg，直徑可達(dá)2.0mm～4.0mm±0.01mm，斷后伸長率A/%＞7，抗拉強(qiáng)度Rm/MPa＞1300，橫向低倍檢驗(yàn)無縮尾、氣孔、分層、裂縫金屬或非金屬夾雜。具體實(shí)施方式為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本發(fā)明加工的TC21鈦合金絲的名義成分為Ti～6Al～2Zr～2Sn～2Mo～1.5Cr～2Nb。本發(fā)明所述的一種TC21高強(qiáng)高韌鈦合金絲材的加工方法，主要包括以下步驟：（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為780℃～850℃，并保溫80～200min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為750～800℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為750℃～850℃，并保溫60～160min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為700～800℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為650～800℃，保溫50～150min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為5～15m/min，加工率為3～8%，拉伸溫度為600～750℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.8mm～1.0mm，處理速度50～250m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為780℃～850℃，并保溫80～220min，拉伸速度為10～50m/min，加工率為5～15%，拉伸溫度為750～800℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為700℃～800℃，并保溫80～150min，拉伸速度為10～50m/min，加工率為3～8%，拉伸溫度為650～780℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為680℃～800℃，并保溫60～150min，拉伸速度為10～100m/min，加工率為2～6%，拉伸溫度為650～780℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為700℃～800℃，并保溫60～120min，拉伸速度為10～150m/min，加工率為1.5～6%，拉伸溫度為600～780℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為600℃～750℃，并保溫40～90min，拉伸速度為10～180m/min，加工率1.0～4%，拉伸溫度為550～650℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為700℃～850℃，并保溫40～120min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。因?yàn)樵诶爝^程中由于使用的潤滑劑在高溫下與空氣接觸會(huì)在材料的表面產(chǎn)生H、O離子滲透到材料里面，所以可以通過真空退火產(chǎn)生的負(fù)壓可以脫出H、O，而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。所述步驟（1）中的退火溫度為800℃～850℃，保溫時(shí)間為120～150Min，出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為780℃～800℃。所述步驟（2）中的退火溫度為780℃～850℃，并保溫100～120Min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為25～50m/min，加工率為3～15%，拉伸溫度為730℃～780℃。所述步驟（3）中退火溫度為750℃～780℃，保溫80～120Min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為5～15m/min，加工率為5～8%，拉伸溫度為680℃～700℃。實(shí)施例1（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，人工或機(jī)械修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為780℃，并保溫80min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為25m/min，加工率為3%，拉伸溫度為750℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為750℃，并保溫60min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為25m/min，加工率為3%，拉伸溫度為700℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為650℃，保溫50min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為5m/min，加工率為3%，拉伸溫度為600℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.8mm，處理速度50m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為780℃，并保溫80min，拉伸速度為10m/min，加工率為5%，拉伸溫度為750℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為700℃，并保溫80min，拉伸速度為10m/min，加工率為3%，拉伸溫度為650℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為680℃，并保溫60min，拉伸速度為10m/min，加工率為2%，拉伸溫度為650℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為700℃，并保溫60min，拉伸速度為10m/min，加工率為1.5%，拉伸溫度為600℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為600℃，并保溫40min，拉伸速度為10m/min，加工率1%，拉伸溫度為550℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為700℃，并保溫40min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。實(shí)施例2（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，人工或機(jī)械修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為800℃，并保溫120min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為30m/min，加工率為6%，拉伸溫度為760℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為780℃，并保溫100min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為30m/min，加工率為6%，拉伸溫度為730℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為690℃，保溫75min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為7m/min，加工率為5%，拉伸溫度為640℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.85mm，處理速度100m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為800℃，并保溫110min，拉伸速度為20m/min，加工率為7%，拉伸溫度為760℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為725℃，并保溫100min，拉伸速度為20m/min，加工率為4%，拉伸溫度為680℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為710℃，并保溫80min，拉伸速度為30m/min，加工率為3%，拉伸溫度為680℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為725℃，并保溫80min，拉伸速度為40m/min，加工率為3%，拉伸溫度為650℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為640℃，并保溫50min，拉伸速度為50m/min，加工率2%，拉伸溫度為580℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為740℃，并保溫60min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。實(shí)施例3（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，人工或機(jī)械修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為820℃，并保溫150min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為35m/min，加工率為9%，拉伸溫度為770℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為800℃，并保溫120min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為35m/min，加工率為9%，拉伸溫度為750℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為750℃，保溫80min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為10m/min，加工率為6%，拉伸溫度為680℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.9mm，處理速度150m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為820℃，并保溫140min，拉伸速度為30m/min，加工率為10%，拉伸溫度為770℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為750℃，并保溫120min，拉伸速度為30m/min，加工率為5%，拉伸溫度為710℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為740℃，并保溫100min，拉伸速度為50m/min，加工率為4%，拉伸溫度為710℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為750℃，并保溫90min，拉伸速度為80m/min，加工率為4%，拉伸溫度為700℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為680℃，并保溫60min，拉伸速度為100m/min，加工率3%，拉伸溫度為600℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為780℃，并保溫80min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。實(shí)施例4（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，人工或機(jī)械修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為840℃，并保溫170min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為40m/min，加工率為12%，拉伸溫度為780℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為825℃，并保溫135min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為40m/min，加工率為12%，拉伸溫度為780℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為780℃，保溫120min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為12m/min，加工率為7%，拉伸溫度為700℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為0.95mm，處理速度200m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為840℃，并保溫170min，拉伸速度為40m/min，加工率為12%，拉伸溫度為780℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為775℃，并保溫140min，拉伸速度為40m/min，加工率為6%，拉伸溫度為740℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為770℃，并保溫120min，拉伸速度為80m/min，加工率為5%，拉伸溫度為740℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為775℃，并保溫120min，拉伸速度為10～150m/min，加工率為5%，拉伸溫度為740℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為720℃，并保溫70min，拉伸速度為140m/min，加工率4%，拉伸溫度為620℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為820℃，并保溫100min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。實(shí)施例5（1）第一次退火拉伸工序：對TC21鈦合金直條或盤條進(jìn)行第一次表面處理，人工或機(jī)械修磨去除原料的表面缺陷，然后放入退火爐中進(jìn)行退火，退火溫度為850℃，并保溫200min；出爐后經(jīng)過兩次拉伸，拉伸速度為50m/min，加工率為15%，拉伸溫度為800℃；退火的目的是要得到能夠滿足拉伸需要的延伸率；（2）第二次退火拉伸工序：對上述第（1）步驟物料再進(jìn)行退火，退火溫度為850℃，并保溫160min，出爐后再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為50m/min，加工率為15%，拉伸溫度為800℃，確保材料的圓度后，進(jìn)行表面機(jī)械處理，去掉表面的缺陷、夾雜及表面的滲透層；（3）第三次退火拉伸工序：對上述第（2）步驟物料進(jìn)行退火，退火溫度為800℃，保溫150min；再經(jīng)兩次拉伸，拉伸速度為15m/min，加工率為8%，拉伸溫度為750℃；（4）第四次退火拉伸工序：對上述第（3）步驟物料進(jìn)行至少三次機(jī)械修磨處理，每次的處理量都為1.0mm，處理速度250m/min，修磨處理后進(jìn)行真空退火兩次拉伸處理，真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min；物料直徑在Φ10.00mm～Φ12.00mm時(shí)退火溫度為850℃，并保溫220min，拉伸速度為50m/min，加工率為15%，拉伸溫度為800℃；物料直徑為Φ6.00mm～Φ10.00mm時(shí)退火溫度為800℃，并保溫150min，拉伸速度為50m/min，加工率為8%，拉伸溫度為780℃；物料直徑為Φ4.00mm～Φ6.00mm退火溫度為800℃，并保溫150min，拉伸速度為100m/min，加工率為6%，拉伸溫度為780℃；物料直徑為Φ2.00mm～Φ4.00mm時(shí)退火溫度為800℃，并保溫120min，拉伸速度為150m/min，加工率為6%，拉伸溫度為780℃；物料直徑為Φ1.00mm～Φ2.00mm時(shí)退火溫度為750℃，并保溫90min，拉伸速度為180m/min，加工率4%，拉伸溫度為650℃；（5）真空退火，表面處理，制成成品工序：真空度為10帕以上，泄漏率≤9帕/min，退火溫度為850℃，并保溫120min，表面處理除去潤滑劑、氧化皮雜質(zhì)，制得成品。由于中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3623-2007《鈦及鈦合金絲》中并未列出TC21（牌號(hào)）鈦合金絲材的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，因此參照目前市場上常見的TC21鈦合金絲材標(biāo)準(zhǔn)。采用本發(fā)明方法加工得到的TC21鈦合金絲材符合常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，成品的直徑在2.0mm～4.0mm±0.01mm，斷后伸長率A/%＞7，抗拉強(qiáng)度Rm/MPa＞1300，橫向低倍檢驗(yàn)無縮尾、氣孔、分層、裂縫金屬或非金屬夾雜。在本發(fā)明中，每個(gè)步驟中選擇的加工溫度和時(shí)間范圍都是根據(jù)TC21鈦合金的物理性質(zhì)而定，其原理可由以下文獻(xiàn)在理論上作支撐。從TC21鈦合金的高溫動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)行為來看，TC21鈦合金具有8個(gè)名義溫度點(diǎn)，即α+β兩相區(qū)的930℃和900℃，單相區(qū)的1100℃和1000℃；800℃和750℃以及700℃。TC21鈦合金的拉伸力學(xué)行為存在顯著的溫度和應(yīng)變，且轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度隨應(yīng)變速率的增大，速率呈相關(guān)性。當(dāng)應(yīng)變速率為0.001和0.05s-1的屈服應(yīng)力-溫度曲線存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，且轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度隨應(yīng)變速率的增大而升高；當(dāng)溫度低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度時(shí)，相同氧含量的TC21鈦合金和多晶純鈦的屈服應(yīng)力具有相似的溫度相關(guān)性。微觀組織影響屈服應(yīng)力的幅值和拉伸塑性的大小，但不影響屈服應(yīng)力的溫度相關(guān)性和應(yīng)變速率相關(guān)性。除魏氏組織在室溫0.001s-1時(shí)為穿晶和沿晶混合斷裂外，其他工況下的魏氏組織和雙態(tài)組織均為穿晶韌性斷裂。在試驗(yàn)溫度和應(yīng)變速率范圍內(nèi)，TC21鈦合金的拉伸力學(xué)行為存在顯著的溫度和應(yīng)變速率相關(guān)性。不同應(yīng)變率的屈服應(yīng)力-溫度曲線中存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，且轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度隨應(yīng)變速率的增大而升高。｛引自宮旭輝，王宇，夏源明，葛鵬，趙永慶，TC21鈦合金的高溫動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)行為【J】.中國有色金屬學(xué)報(bào)，2010（第20卷第4期）：647～654｝從高溫變形參量對TC21鈦合金組織與性能的影響來看，根據(jù)TC21鈦合金在不同溫度下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線可以看出，TC21鈦合金熱拉伸變形時(shí)的流變應(yīng)力對應(yīng)變速率具有較大的敏感性，隨應(yīng)變速率的增加，流變應(yīng)力明顯增加，并且高應(yīng)變速率時(shí)的流變軟化比低應(yīng)變速率時(shí)的更為顯著。在較低的溫度(如850e和880e)時(shí)，應(yīng)力軟化現(xiàn)象非常明顯。應(yīng)力峰值過后流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而急劇下降，流變應(yīng)力的下降在應(yīng)變達(dá)到一定程度時(shí)趨向緩和。當(dāng)在較高溫度(如940e到970e)時(shí)，TC21鈦合金熱壓縮變形的流速應(yīng)力隨應(yīng)變速率的增加明顯增加，并且高應(yīng)變速率時(shí)的流變軟化比低應(yīng)變速率時(shí)的更為顯著。｛引自趙彥蕾，李伯龍，朱知壽，夏祚仁，高溫變形參量對TC21鈦合金組織與性能的影響【J】.中國有色金屬學(xué)報(bào)，2010（第20卷專輯Ⅰ）：132～137｝從TC21鈦合金不同變形條件下的顯微組織來看，在700～1100℃廣泛的溫區(qū)和0.01～50s-1應(yīng)變速率范圍內(nèi)，TC21鈦合金均可實(shí)現(xiàn)不同程度的塑性變形加工。在900℃以上溫度及小應(yīng)變速率0101s-1變形條件下，環(huán)形區(qū)與軸對稱區(qū)組織較為均勻、但因發(fā)生完全或部分重結(jié)晶而使晶粒粗大，粗晶尺寸可達(dá)100以上；在兩相區(qū)高應(yīng)變速率變形條件下，TC21合金普遍發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而使組織細(xì)化。｛引自曲恒磊，趙永慶，馮亮，奚正平，李輝，夏源，TC21鈦合金不同變形條件下的顯微組織研究【J】.材料工程，2006（增刊1）：274～277｝從TC21鈦合金高溫?zé)嶙冃涡袨檠芯縼砜?，TC21鈦合金在910e以下的較低溫度變形時(shí)，應(yīng)力軟化現(xiàn)象非常明顯，變形機(jī)制和熱變形激活能不同于在910e以上的較高溫度變形機(jī)理，這與TC21鈦合金在熱變形過程中同時(shí)發(fā)生了B轉(zhuǎn)變有關(guān)。TC21鈦合金在910e以上高溫度變形時(shí)，低應(yīng)變速率(如E=0101s)促進(jìn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的發(fā)生；而在較高的應(yīng)變速率(如E=10s)時(shí)，一般只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)現(xiàn)象。｛引自朱知壽，王新南，顧偉，陳明和，夏源，TC21鈦合金高溫?zé)嶙冃涡袨檠芯俊綣】.中國材料進(jìn)展，2009（第28卷第2期）：52～55｝。