韩国成功开发高强高成型性纯钛板材轧制技术

近期，韩国材料研究院（KIMS）金属材料研究总部的元宗友（音译）博士研究团队与韩国标准科学院(KRISS)工业应用测定总部的洪成久（音译）博士共同宣布，成功开发出一项纯钛板材轧制技术，可以同时提升强度和成型性。

该技术轧制的纯钛板材可以用于制作热交换器，广泛应用于发电站、造船等行业，有望在提高效率的同时，节省制造费用。

纯钛耐腐蚀性强、生物亲和性高，是一种不可替代的材料，主要用于化工、环保、发电及生物等领域。为了在各行业推广应用纯钛，主要是将其轧制成板材后，通过成型工艺，制作成理想的形状。不过，在不发生断裂的情况下，要想制作出自由成型的钛板材几乎是不可能的。强度和成型性是由纯钛的纯度所决定的，通常来说，强度和成型性就是一对不相容的指标。

高纯钛锭的冶炼过程中，随着纯度的提升，会提升钛材成型性，但强度则会降低，因此，制造厚板材需要耗费大量的原材料。与之相反，含有杂质的低纯度钛锭在冶炼过程中，尽管强度有所提升，原材料耗费量和制造成本降低，但成型性则会显著降低。

纯钛锭经过轧制后，晶粒会变为垂直方向，这种被称作“晶体结构”的状态不利于成型。为了解决这一为题，业内开发出了轧制设备上下辊运行速度不同的工艺，但这种设备需要重新组装，会产生巨大的经济负担。

因此，研究人员将目光投向了金属材料中经常存在的孪晶(twin)现象，首创的全新技术可以借助孪晶对材料结晶的方向进行有效控制。该技术的最大特征是，无需在现有轧制设备上进行额外设置，将晶体结构进行分散后可以提升材料的成型性。试验结果证实，研究团队通过该技术制造出的纯钛板材在强度和成型性方面都有了显著提高。

元宗友表示，从轻量性、高强度、高成型性和原材料节省方面考虑，纯钛锭轧制技术可以完全满足，在今后的投放应用中，有望产生巨大的价值和效应，除了传统的板式热交换器以外，还可以在更多领域发挥自身的作用。

洪成久表示，孪晶现象非常普遍，经过轧制后就会发生断裂，因此，截至目前并未得到应用，此次开发的技术可以抑制孪晶的断裂，如果得到真正应用，可以更加有效地提升材料的性能。