钛合金等温锻造技术研究进展

等温锻造技术是国际上一种先进的近成形／近净成形工艺，本文重点介绍了钛合金等温锻造技术的特点、工艺设计、模具设计与制造以及钛合金等温锻造技术的应用现状和发展前景。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

钛合金铸锭的锻造工艺

为了获得具有超细晶粒组织的大尺寸钛合金半成品,通常要求在(α+β)区足够低的温度下进行变形,为此要求坯料具有细晶、再结晶组织。用锻造钛合金锻锭来获得再结晶β组织的现行工艺是基于在(α+β)区采用中间变形,其目的是在随后的β区加热中加速再结晶。     

钛合金整体叶盘等温锻造技术

对TC17合金整体叶盘的锻件图、锻造毛坯的形状和模具结构及等温锻造工艺进行了研究，结果表明采用等温锻造工艺可生产出表面光洁、外形尺寸精确的钛合金整体叶盘等温锻件，锻件将叶盘和叶片作为一个整体，达到了设计减重的要求。锻件金属流线分布合理，组织、性能满足要求。     

FGH95合金等温锻造工艺研究

对FGH95合金细晶制备和超塑性等温变形工艺进行了研究。结果表明，双冷速缓冷处理可以有效细化FGH95合金晶粒，改变γ′相的尺寸和分布，并且通过粗化的γ′相对再结晶晶粒的钉扎作用，使FGH95合金细晶组织保持很高的热稳定性；具有细晶组织的GH95合金进行高、低应变速率组合的等温压缩变形时，在低应变速率条件下，可实现超塑性变形。双冷速缓冷处理 超塑性等温锻造工艺具有较强的适应性，可推广至大尺寸粉末高温合金盘件的等温成形，采用该技术研制的等温锻造FGH95合金盘件具有良好的综合力学性能。     

球墨铸铁管等温锻造工艺研究

利用等温锻铅方法可生产优质的球墨铸铁管。塑性变形减少了化学成分的不均均并改善其组织结构，形成有序排列的流线型石墨，晶粒细化。由于再结晶，基体得到强化，提高了球墨铸铁的综合性能。     

钛合金特大型锻件生产的新途径

随着航空新技术的发展,钛合金锻件大型化是必然趋势.在各种锻造方法中,等温锻造技术的高质量、低成本优势明显地优于其他方法.在成功生产大型钛合金等温锻件的基础上,建立更大的压机和配套设备生产特大型钛合金锻件,等温锻造是一条很好的新途径.     

Design for Isothermal Forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni Alloy

 Abstract: The three-dimensional finite element code was utilized to investigate the isothermal forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni (at.%). The partition of height reduction, effective strain and damage during the forging were analyzed. And the experiment was employed to verify the simulation results. The results show that severe plastic deformation can improve the homogeneity of the deformed microstructure and the higher accumulative height reduction can be achieved through two-step forging. With the isothermal forging of 60%+62.5% (total 85%), the entire forged pancake can acquire refined microstructure and expand the uniform flow zone to almost the entire volume without generating strain-induced defects or cracking.     

Ti60合金等温锻造工艺研究

Ti60合金是我国自主研制的一种近α型高温钛合金。研究了等温锻造温度对Ti60合金显微组织、室温拉伸性能的影响,对比分析了合金600℃热暴露前后的性能变化规律。结果表明:随等温锻造温度的升高,Ti60合金锻态组织中初生等轴α相含量逐渐减少,β转变组织所占比例增多;两相区低温锻造的合金塑性最好,而β锻造的合金强度和塑性均较低,近β锻造的合金具有最佳的热稳定性能;在600℃经100 h热暴露后,合金均表现出强度略有升高,而塑性大幅降低的现象。     

超大规格TA15钛合金棒材锻造工艺研究

分别采用一次镦拔、两次镦拔和直接拔长3种开坯锻造工艺锻制了400 mm TA15钛合金棒材,并对比分析了棒材的低倍组织、显微组织、力学性能以及探伤杂波水平。结果表明,在铸锭开坯时通过两次镦拔变形增加β相区的变形量,在中间锻造及成品锻造时保证变形量分别大于40%和30%,再经800℃×2 h/AC热处理后,可以得到边部、1/2R处及心部组织均匀细小的Ф400 mm TA15钛合金棒材,且各项力学性能符合用户标准要求,探伤杂波水平可达Ф3.2 mm-9 dB。     

TC4钛合金汽车连杆的精密模锻

以汽车连杆的开发实例，简要阐述了对TC4采用不同锻造工艺的特点，并采用TC4钛合金的α-β预制坯和β终锻的复合工艺在1600T曲柄压力机上实现汽车连杆的精密锻造。     

Gatorized Waspaloy 合金等温锻造过程中的本构方程

详细分析了应变、应变速率、变形温度等变形工艺参数对GatorizedWaspaloy合金低应变速率镦饼中应力-应变曲线的影响。建立了反映该变形过程金属流动规律的本构方程。实现了对该变形过程的数值模拟。     

锻造工艺对大规格TC17钛合金棒材组织及性能的影响

通过两种工艺锻制了Ф350mm的大规格TC17钛合金棒材,比较了经两种工艺锻制的棒材的显微组织、力学性能及探伤杂波水平。研究结果表明,在单相区采用镦拔变形使变形量大于60％,并在两相区进行拔长,使变形苗大于65％,再经840℃×2h／AC＋800℃×4h／WC＋630℃×8h／AC热处理,可得到各项力学性能均符合GJB2218A-2008标准要求且探伤杂波水平可达（b3．2mm-9～-12dB的＋350mmTC17钛合金棒材。     

钛合金等温锻后冷却方式对组织和力学性能的影响

本文通过等温锻压机对TB6钛合金进行等温锻造,锻造完成后锻坯采取水淬和空冷不同的冷却方式,冷却完成后水淬的锻坯进行时效处理,空冷的锻坯进行固溶时效处理。研究TB6钛合金等温锻后不同的固溶时效制度对钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,TB6钛合金等温锻后水淬的α相尺寸小于等温锻后空冷的α相尺寸,水淬的钛合金β基体上无感生α相,空冷的钛合金β基体上有感生α相形成。水淬的钛合金经时效后析出的次生α相比空冷的钛合金经固溶时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金等温锻后水淬经时效的强度和塑性与等温锻后空冷经固溶时效的水平相当,但断裂韧度前者高于后者。