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钛合金因其比强度高、耐蚀性优良、质轻等优点被广泛应用在化学工业、航空航天、船舶工业、生物医学等领域。而耐磨性差、表面硬度低的缺陷限制其应用领域的扩大，尤其是压力容器、运输容器、热交换器等化学工业领域。本文以TA2型工业纯钛合金为研究对象，针对性的提出了冷轧变形处理+450℃低温离子氮化同时再结晶这一全新的复合改性工艺。通过金相显微镜、SEM、EDS、XRD、EBSD、摩擦磨损测试、显微硬度测试等实验方法对其微观组织结构学性能进行系统表征，旨在研究冷轧变形量对TA2型工业纯钛合金在复合改性工艺各工序下的影响。
研究数据显示:随冷轧变形量增加，TA2合金晶粒细化现象逐渐增强且小角度晶界比例显著增加，柱面织构{11-20}的组分有所降低，而基面织构{0001}以及锥面织构{10-10}的组分有所增加。此外，晶粒取向随变形量的不断增加发生了TD→RD→TD的变化趋势;经冷轧变形处理后的TA2合金耐磨性和显微硬度有明显改善。其中80％变形样的耐磨性和硬度值改善效果最为显著，和初始态相比分别提升53.9％和22％。再结晶过程中，晶核优先在晶粒边界位置形成，且小角度晶界比例随再结晶进程的增加而显著下降，晶粒尺寸也随之降低。{0001}基面织构发生了TD→RD方向的偏转，{10-10}柱面织构组份逐渐增加，柱面、锥面织构的特殊取向现象消失;经450℃×10h再结晶处理后，合金试样的强硬度下降，其取向因子随再结晶程度增加不断增大，使合金基体材料呈现塑韧性增强。冷轧TA2合金低温氮化实验数据显示:氮钛原子比例随距离试样表面位置的增加而不断降低，而降低趋势不断减缓，原因是低温氮化过程中合金基体原子间的结合力增加、缺陷密度减少，阻碍了活性氮原子的进一步扩散和渗入。相比冷轧、再结晶试样，氮化处理对变形合金的摩擦系数、体积磨损率、显微硬度等进一步改善。
分析表明:合金试样变形量的增加对变形组织的再结晶进程有明显促进作用，使得低温延时氮化改性工艺具有较高的可行性，冷变形TA2合金试样的氮化改性质量由变形量和再结晶程度共同决定，变形量的增加使复合改性后合金试样显微硬度的梯度连续性增强，这说明新提出的改性工艺方案能够有效实现合金基体组织调控+表面改性的双目标，得到具有良好的强塑性配比的TA2合金材料。
研究数据显示:随冷轧变形量增加，TA2合金晶粒细化现象逐渐增强且小角度晶界比例显著增加，柱面织构{11-20}的组分有所降低，而基面织构{0001}以及锥面织构{10-10}的组分有所增加。此外，晶粒取向随变形量的不断增加发生了TD→RD→TD的变化趋势;经冷轧变形处理后的TA2合金耐磨性和显微硬度有明显改善。其中80％变形样的耐磨性和硬度值改善效果最为显著，和初始态相比分别提升53.9％和22％。再结晶过程中，晶核优先在晶粒边界位置形成，且小角度晶界比例随再结晶进程的增加而显著下降，晶粒尺寸也随之降低。{0001}基面织构发生了TD→RD方向的偏转，{10-10}柱面织构组份逐渐增加，柱面、锥面织构的特殊取向现象消失;经450℃×10h再结晶处理后，合金试样的强硬度下降，其取向因子随再结晶程度增加不断增大，使合金基体材料呈现塑韧性增强。冷轧TA2合金低温氮化实验数据显示:氮钛原子比例随距离试样表面位置的增加而不断降低，而降低趋势不断减缓，原因是低温氮化过程中合金基体原子间的结合力增加、缺陷密度减少，阻碍了活性氮原子的进一步扩散和渗入。相比冷轧、再结晶试样，氮化处理对变形合金的摩擦系数、体积磨损率、显微硬度等进一步改善。
分析表明:合金试样变形量的增加对变形组织的再结晶进程有明显促进作用，使得低温延时氮化改性工艺具有较高的可行性，冷变形TA2合金试样的氮化改性质量由变形量和再结晶程度共同决定，变形量的增加使复合改性后合金试样显微硬度的梯度连续性增强，这说明新提出的改性工艺方案能够有效实现合金基体组织调控+表面改性的双目标，得到具有良好的强塑性配比的TA2合金材料。