钛合金等温锻造技术研究进展

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1、《大型铸锻件》No．3HEAVYCASTINGANDFORGINGMay2015钛合金等温锻造技术研究进展罗谨灵杨启明毛东壁冯斐斐(西南石油大学，四川610500)摘要：介绍了钛合金材料等温锻造研究现状，总结了温度和应变速率在钛合金等温锻造中的影响效果。同时结合新材料和新工艺分析了今后钛合金等温锻造研究的发展方向。关键词：钛合金；等温锻造；应变速率；温度中图分类号：TG316．3文献标志码：ATheDevelopmentofResearchonIsothermalForgingTechnologyofTitaniumAlloyLuoJinlin，YangQiming，

2、MaoDongbi，FengFeifeiAbstract：Theresearchsituationofisothermalforgingoftitaniumalloyisintroducedandtheinfluenceoftempera—tureandstrainrateontheisothermalforgingoftitaniumalloyissummarized．Thewaysoffutureresearchcombinedwithnewmaterialsandnewtechnologyarealsoanalyzed．Keywords：titaniumallo

3、y；isothermalforging；strainrate；temperature“等温锻造”的概念出现于20世纪60年代，动能降低，难以克服分子间引力，导致塑性降低，其研究始于美国，很快苏联也投入其中，使得相关变形抗力增加。这就要求使用大吨位锻造设备，工作取得进步。等温锻造是指在锻造过程中毛胚而形状复杂的结构如薄壁、高肋件则成形困难易和模具都保持稳定或变化非常缓慢且高于常规锻开裂。造的温度，创造出优于常规锻造的条件，使许多常等温锻造特别适合于常规条件下因塑性差、规锻造存在的缺陷在等温锻造条件下能较好地克锻造温度范围窄、变形抗力高等引起成形困难的服。合金及一些金属材

4、料，要求模具和毛胚均保持低钛是20世纪50年代开发出供制造业使用的于或等于热锻温度不变。由此可增加材料的塑金属，具有强度高、耐热耐腐蚀、韧性好等优点，是性，降低分子间的引力，增加材料对应变速率的敏汽轮机、发动机及航空航天等精密零部件的优选感性，增加毛胚与模具接触时间。同时，等温锻造材料。据NASA估计，到2020年发动机材料总量对锻压加工设备的压力要求降低。其原因在于此的20％～25％将是钛铝合金。钛合金锻造融合时由于温度较高，材料的变形抗力大幅降低，只需CAD／CAM技术，采用等温锻造、超塑性锻造等新要常规锻造压力的20％一30％就可以进行锻压兴工艺，可防止出现在常

5、规锻造条件下温度下降加工。采用等温锻造加工的零件各部位变形均迅速导致材料成形困难的状况，使毛胚保持和模匀，微观组织和力学性能较好，加工余量小。具相同的温度，提升钛合金材料塑性，可将需要多2钛合金等温锻造研究成果次成形的工件一次精锻成形⋯。除此之外，等温锻造减少了锻后加工余量，可节省昂贵的钛合金Ti-l5Al4V是世界上第一代能大规模应用的材料成本，同时降低锻造效果对操作人员个人技钛合金，相关基础研究成果较多。奥地利研究人术的依赖，大幅提升锻件质量。员提出细胞自动机方法并结合晶粒动力学进行TiAl4V合金等温和非等温热处理双相晶粒结1等温锻造特点构建模，建立了预测微观两

6、相区域晶粒尺寸变化常规锻造下，毛胚温度高于模具温度并不断的概率性细胞自动机模型【1』。将热量传递给模具，毛胚自身迅速冷却，内部分子德国赫姆霍兹材料研究院采用铸块冶金学研究了大尺寸钛铝合金件，指出采用无损检测收稿日期：2014—o9—1O(NDE)技术新方法处理的大尺寸钛铝合金材料作者简介：罗谨灵(1989一)，男，硕士研究生，从事钛合金等温锻造研究。可用于生产高质量磁盘和整体叶盘等产品]。11NO．3《大型铸锻件》M．dv2015HEAVYCASTINGANDFORGING俄罗斯科学院通过添加硼元素改进钛合金，达到400~C_8J。不进行温度对比的等温锻造研究发现加硼

7、后的钛合金有利于变形加工。硼合金化基本都在800—1200~C范围内，更集中一些可缩处理的VT8钛合金在700～1000℃范围能大大小至900～11O0℃。TC4钛合金叶轮成形模拟将提升压缩屈服应力，在650～700％多重等温锻造坯料及模具温度分别设为940％、900~C_9J。TC11时加快了动态再结晶动力学速度J。钛合金叶轮精密成形设计方案中模具及坯料温度目前用等温锻造进行模拟制造的零件主要集为950℃[。。。中在航空和汽轮机的零部件上。叶片和叶盘类零为了得到不同温度条件下钛合金材料的最佳件的研究很多，采用的材料主要为TC4钛合金。锻造效果，研究