轧棒组织的形成过程取决于钛及钛合金热变形时组织变化的规律性。原始坯料的组织、变形率、变形均匀性和轧制的温度条件是影响轧件最终宏观组织的基本条件。

轧制温度规范选择得当并可能得到大的变形率时，就可以排除坯料原始组织的影响。遗憾的是，在实际条件下，大的变形率并非经常都能得到，而是随着变形率的减少，原始组织的影响作用增大。但是当变形率过大时，原始坯料组织粗大而不均匀，由于不均匀的变形，会使成品棒材具有不均匀的组织。轧制温度的下降，会使成品棒材获得更加不均匀的组织。

轧制棒、线、型材工艺流程图

轧制温度提高到高于α＋β/β相变温度以上100~200℃，可促使棒材动态再结晶过程更加完全。这可得到组织较为均匀的棒材，但是组织却略微粗大一些。所以，在高于α＋β/β相变温度以上100~200℃的温度下轧制，对于采用粗大不均匀组织的坯料使棒材获得均匀的宏观组织，具有良好的作用，这时，以采用坯料的快速加热方法为最好，因为这些方法可保证金属很少氧化，也不致使聚集再结晶过程发展过多。

合金在两相（α＋β）状态或单相α状态温度下的轧制变形率较大，也可能形成不均匀组织。这时金属内部大量发热，会使材料在变形量最大的区域内转变为单相β状态，并导致组织不均匀发展，这种不均匀组织一般出现在棒材的中心区。

棒材的显微组织，实际上完全取决于轧制的温度条件和材料在变形后的冷却速度。当在单相β状态轧制时，材料的冷却速度影响非常大，由于材料在单相β状态的停留时间较长，通过相变温度范围缓慢，会使原始的β晶粒因聚集再结晶而长大，并形成更加粗大的片状α相。当冷却速度提高时，α相厚度则减少，甚至有可能形成典型的马氏体组织，特别是细棒易形成该组织。

当合金在单相β状态温度下进行多次轧制时，两相（α＋β）合金棒材的组织会存在原始β晶粒的边界和片状的晶内结构。β晶粒的尺寸，取决于轧制温度和棒材在轧制后冷却时金属在单相β状态的停留时间。晶内结构与材料冷却速度有关，其变化与α合金晶内结构的变化相似；随着冷却速度的降低，会形成少量内部较粗大的α相，而α相则可形成片状物取向相同或接近的清晰区域。

当在合金的（α＋β）状态温度下进行轧制时，棒材的组织会发生下列变化。当变形率小时，棒材组织可保持原始坯料中存在的原始β晶粒的界面。片状α相发生局部变形，但是无论在棒材的轧制还是冷却过程中，或者在随后的标准热处理中，α相都不会发生再结晶。变形率的增加会使β晶界和α相的原始取向逐渐消失，使其破碎和形成α相的球状析出物。当保持该组织变化规律时，两相α＋β状态变形温度的提高，会减少α相的数量。

当轧制开始于单相β状态温度，结束于合金的两相α＋β状态温度时，则会形成混合型组织，这种组织与每一温度范围内的变形率、棒材轧制温度和冷却速率有关。

所以，当必须制造力学性能和组织均匀性要求都较高的棒材时，工艺应包括以下两个阶段：

1、在合金的单相状态变形，以便获得均匀结晶的宏观组织。

2、在两相（α＋β）状态变形，以便获得均匀球状的α相和β相组织。