ویژگیهای عالی مواد تیتانیوم استفاده از آن را گسترش داده است و تقاضا برای لولههای تیتانیوم{0} با کیفیت بالا نیز در حال افزایش است. اصطکاک شدیدی بین لولهها و قالبهای تیتانیوم وجود داشت که اغلب باعث ایجاد فرسایش و اتصال بر روی سطح لولههای تیتانیوم میشد و تحمل ابعادی آن به سختی قابل کنترل بود. فیلم اکسید بسیار سخت است که به راحتی باعث سایش قالب می شود و مشکلاتی در اندازه و کیفیت سطح محصول وجود دارد. بنابراین، توسعه روش پردازش لولههای نازک تیتانیومی-کم هزینه و-با کیفیت بالا ضروری است.
با توجه به تئوری نورد لوله تیتانیوم، مقدار Q (نسبت کاهش نسبی دیواره به کاهش قطر نسبی) تأثیر زیادی بر کیفیت سطح داخلی لوله در طول فرآیند نورد دارد. در فرآیند نورد سه رول، مقادیر Q مختلف (0.87، 1.00، 1.26) برای نورد پس از تشخیص عیب، نمونه برداری و مشاهده سطح مقطع برای یک گذر معین انتخاب می شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ ترکی در سطح داخلی وجود ندارد. تشخیص عیب اولتراسونیک باید بر روی لوله در گذر میانی انجام شود و سطح مقطع باید با نمونه برداری مشاهده شود تا اطمینان حاصل شود که قبل از عبور بعدی نورد، شکافی در سطح داخلی وجود ندارد. هنگامی که مقدار Q 0.87 باشد، ریزترک در سطح داخلی بسیار کم عمق است و عمق آن حدود 5 میکرومتر است. و ترک های کمی وجود دارد. هنگامی که مقدار Q به 1.26 افزایش می یابد، عمق ریزترک در سطح داخلی به 50 میکرومتر می رسد. ترک های ریز روی سطح داخلی لوله عمدتاً به این دلیل است که نورد سه رول ابتدا قطر و سپس دیواره را کاهش می دهد. مقدار کاهش زیاد و مقدار کم کاهش باعث تجمع مواد در طی فرآیند احیاء و ایجاد ریزترک های طولی در سطح داخلی می شود. بنابراین، هنگام نورد لوله های آلیاژ تیتانیوم با سه آسیاب بالا، مقدار Q نباید از 0.87 تجاوز کند، در غیر این صورت سطح داخلی لوله مستعد ترک است.
در طول فرآیند نورد سرد لولههای آلیاژ تیتانیوم با دیواره ضخیم-کوچک، ریزترکها به راحتی در سطوح داخلی و خارجی ایجاد میشوند. ترک های ریز روی سطح بیرونی معمولاً با آسیاب و خراش برداشته می شوند و اثر بسیار ایده آل است. برای ترکهای ریز روی سطح داخلی، در حال حاضر، در فرآیند تولید صنعتی، آنهایی که سوراخ داخلی آنها بیشتر از 13 میلیمتر است، عمدتاً با سوراخ کردن حذف میشوند و آنهایی که سوراخ داخلی کمتر از 13 میلیمتر دارند، عموماً درمان نمیشوند، بنابراین کنترل کیفیت سطح داخلی دشوار است.
(1) هنگام نورد کردن لوله آلیاژ تیتانیوم دیوار ضخیم کوچک-، تغییر شکل نورد باز دو رول در 39٪ انتخاب میشود و کیفیت سطح داخلی و خارجی لوله خوب است.
(2) هنگامی که لولههای آلیاژی تیتانیوم با دیواره ضخیم سه رول نورد سرد کوچک-، مقدار Q نباید از 0.87 تجاوز کند، تا اطمینان حاصل شود که کیفیت سطح داخلی لوله خوب است و شکافی وجود ندارد. با توجه به تطابق خوب بین استحکام و انعطاف پذیری، تغییر شکل نورد سه رول در 30٪ انتخاب شده است که می تواند خواص مکانیکی و ریزساختار بهتری را به دست آورد.
(3) در فرآیند نورد لوله های آلیاژ تیتانیوم، هر 1 ~ 2 عبور از نورد، چربی زدایی، ترشی، بازپخت، صاف کردن، و سپس سند بلاست + روش ترشی برای از بین بردن ترک های سطح داخلی. با در نظر گرفتن این اندازهگیری، میتوان میزان تشخیص عیب لولههای تمام شده را تا 35% افزایش داد - 40%.
ریزساختار لوله تمام شده پس از آنیل خلاء در 750 درجه با تغییر شکل نورد 25، 30 و 36 درصد. مشاهده می شود که ریزساختار لوله های آلیاژ تیتانیوم آنیل شده به صورت هم محور است. با افزایش تغییر شکل، درجه تبلور مجدد کاملتر و دانه ها ریزتر می شوند. خواص مکانیکی لوله تمام شده در دمای اتاق پس از آنیل خلاء در دمای 750 درجه تحت شرایط تغییر شکل نورد به ترتیب 25، 30 و 36 درصد. مشاهده می شود که هنگامی که تغییر شکل 25٪ است، استحکام تسلیم لوله تمام شده 550MPa، استحکام کششی 675mpa، ازدیاد طول 15.5٪ است، و ازدیاد طول کمی بالاتر از نیاز استاندارد 15٪ است. هنگامی که تغییر شکل 30٪ است، استحکام کششی 670mpa، استحکام تسلیم 535mpa، و ازدیاد طول 17٪ است. هنگامی که تغییر شکل 36٪ است، استحکام کششی 640mpa است، استحکام تسلیم 517mpa است، کمی بالاتر از نیاز استاندارد 515mpa است، و ازدیاد طول به 19٪ می رسد. با توجه به تطابق خوب بین استحکام و پلاستیسیته، و مقایسه خواص مکانیکی و ریزساختار در شرایط تغییر شکل مختلف، انتخاب 30 درصد از تغییر شکل نورد لوله نهایی معقول است.
