钛合金锻造工艺及其锻件的应用.PDFVIP

金属铸锻焊技术 Casting · Forging · Welding 2010 年 12 月 Hot Working Technology 2010, Vol.39,No.23 钛合金锻造工艺及其锻件的应用 张 智 1,2， 巨建辉 2， 戚运莲 2， 杜 宇 2 （ 1. 西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055 ； 2. 西北有色金属研究院 钛合金研究所，陕西 西安 710016 ） 摘 要： 介绍了钛合金的几种锻造方式，包括常规锻造、 β 锻造、近 β 锻造和等温锻造，以及各种锻造方式对组织 和性能的影响。 并对钛合金锻件在各个领域的应用作了综述，对钛合金的锻造工艺作了展望。 关键词： 钛合金；锻造； V 应用 中图分类号： TG316 文献标识码： A 文章编号： 1001-3814(2010)23-0034-04 Forging Technology of Titanium Alloy and Application of Forgings ZHANG Zhi 1,2 , JU Jianhui 2 , QI Yunlian 2 , DU Yu 2 (1. School of Metallurgic Engineering, Xian University of Architecture and Technology, Xian 710055, China; 2. Titanium Alloys Research Center, Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xian 710016, China) Abstract ： The main forging technologies of titanium alloy are reviewed ， including traditional forging ， β forging ， near-β forging and isothermal forging．The effects of the forging process on the microstructure and mechanical properties of titanium alloys are studied．Moreover ， the application of titanium alloy forgings in various field is summarized ， and the forging technology of titanium alloy is expected． Key words ： titanium alloy; forging; application 近年来，钛合金因其高的比强度、优异的耐腐蚀 性、良好的生物相容性等优点，迅速发展成为具有强 大生命力的新型关键结构材料， 被广泛应用于航空 航天、军事工业、石油化工以及医疗卫生等领域 [1-3]。 从工业价值和资源寿命的发展前景来看， 它仅次于 铁、铝而被誉为正在崛起的“第三金属”[4]。 由于钛合 金冷变形困难，所以，在使用钛及钛合金的半成品或 成品时， 往往需要把钛锭先经过热加工方法变形至 各种坯料和锻件， 其中锻压加工就是最普遍采用的 一种手段。 另外， 钛合金的热处理制度对其组织不 起决定作用。 因此，锻造工艺不仅可以使锻件在外 形和尺寸上接近成品， 对于改善钛台金组织以及提 高其性能也有着重要的作用[5]。 在钛合金的热加工中，加热温度至关重要。温度 过高，组织容易粗化；温度过低，则合金的变形抗力 大，且易产生裂纹等缺陷，故钛合金的锻造温度范围 较窄 [6]。 钛合金的锻造按其 β 转变温度可以分为： α+β 锻造和 β 锻造。 近年来又出现了近 β 锻造、等 温锻造等新工艺。 1 钛合金锻造工艺 1.1 α+β 锻造 α+β 锻 造 即 常 规 锻 造，是 在 相 变 点 以 下 30～ 50℃ 加热、变形（见图 1 ），常规锻造一般得到的是等 轴组织 (α 等 +β 转 ) 。 其钛合金锻件具有高的塑性和 室温强度，但是高温性能和断裂韧性不好 [7]，如图 2 为 TC11 钛合金经过常规锻造后的高倍组织图。 常 规锻造由于研究较深入，操作简单易行， 且成本较 低，因此应用广泛。 在（ α+β ）区变形过程中同时发生 β 晶粒和 α 片 形状的变化， β 晶粒被压扁， 沿金属流动方向拉长、 破碎，晶界附近与晶内 α 相间的差别逐渐消失。 当 变形程度超过 60%～70% 后， 己没有任何可见的片 状组织痕迹了。 在一定温度和变形程度下发生再结 收稿日期： 2010-07-27 作者简介：张智 (1984- ) ，