鈦合金具有強(qiáng)度高、耐腐性好、無(wú)磁性、焊接性能良好等優(yōu)良特性，還有超導(dǎo)性、貯氫、記憶性等一系列優(yōu)點(diǎn)。鈦合金在航天航空、軍事工業(yè)、海洋開發(fā)和石油化工等一些尖端領(lǐng)域被廣泛使用。

　　在各種鈦合金制品的應(yīng)用中，鍛件多被用于氣輪機(jī)壓縮機(jī)盤以及醫(yī)用人工骨等要求高強(qiáng)高韌高可靠性的場(chǎng)合。因此，對(duì)鍛件不僅要求尺寸精度高，而且要求材料具有優(yōu)良的特性和高的穩(wěn)定性。

　　鈦合金鍛件的部分應(yīng)用

　　1、宇航領(lǐng)域

　　世界上50%的鈦材都用于宇航領(lǐng)域。軍用飛機(jī)的機(jī)體30%使用鈦合金，民用飛機(jī)中鈦的用量也在逐漸增加。據(jù)報(bào)道，波音787的用鈦量已經(jīng)達(dá)到15%以上，機(jī)體用鈦合金的代表是Ti-6Al-4V合金，安全性最高。在航天領(lǐng)域，鈦合金鍛件被用于火箭及衛(wèi)星推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料箱、液體燃料渦輪泵的葉片和吸入泵的入口段。

　　2、發(fā)電用汽輪機(jī)葉片

　　火力發(fā)電的蒸汽輪機(jī)增加葉片長(zhǎng)度是提高發(fā)電效率的一個(gè)有效措施，但葉片加長(zhǎng)會(huì)增大轉(zhuǎn)子[i]的負(fù)荷。使用鈦合金鍛件作葉片就可以減輕負(fù)荷，在高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)末端使用1m長(zhǎng)的Ti-6Al-4V合金葉片，在1991年就已經(jīng)實(shí)用化。

　　鈦合金的鍛造技術(shù)

　　在鈦合金的熱加工中，加熱溫度至關(guān)重要。當(dāng)溫度越低時(shí)變形抗力越大，而且易產(chǎn)生裂紋等缺陷，同時(shí)在熱加工過(guò)程中對(duì)變形速度也有很大的依賴性，鈦合金精密熱模加工過(guò)程中，鍛模的溫度加熱到與鍛件相當(dāng)或更高，可以抑制鍛造中鍛件溫度的降低。

　　1、發(fā)動(dòng)機(jī)盤件的鍛造技術(shù)

　　發(fā)動(dòng)機(jī)盤件的鍛造技術(shù)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)用盤件，要求高的疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性，在700K中溫區(qū)域使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金鍍件。傳統(tǒng)的加工方法是在α-β區(qū)鍛造，其組織為β相和等軸α晶粒及細(xì)小的針狀α兩相組織，斷裂韌性值較低。為改善這一點(diǎn)，開發(fā)了在β區(qū)加熱的β鍛造法。

　　β鍛造法是在β相變溫度之上加熱鍛造，會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶，所以鍛造溫度和加工變形對(duì)材料特性有很大影響，不允許鍛造中進(jìn)行再次加熱而停止變形。因此，β鍛造中必須嚴(yán)格控制鍛造溫度和變形量。對(duì)于Ti-6Al-2Sn-4Zr-Mo合金，加工溫度在1073~1323K范圍內(nèi)，且要有足夠的加工變形量,其鍛件組織全部為針狀，斷裂韌性值提高。

　　2、渦輪機(jī)葉片鍛造技術(shù)

　　渦輪機(jī)葉片很薄，在鍛造過(guò)程中溫降很快，故模具要精確設(shè)計(jì)，現(xiàn)在正在開發(fā)有效利用上下打擊能量進(jìn)行葉片表而成形的工藝，先進(jìn)行平面鍛造，再?gòu)澢尚巫詈笤倬懗尚巍?/p>

　　3、環(huán)件制造技術(shù)

　　發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇外殼及壓縮機(jī)殼等都使用了Ti-6Al-4V合金軋制環(huán)節(jié)，對(duì)于材料費(fèi)用相對(duì)較高的鈦合金制品，降低材料的投入量對(duì)于降低成本非常有效，一般采用近凈技術(shù)(是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機(jī)械構(gòu)件的成形技術(shù)),使用此技術(shù)，材料用量將減少55％以上。

　　在厚環(huán)件加工時(shí)，為避免產(chǎn)生裂紋，要盡可能給予壓實(shí)力，而且要注意組織的控制和加工時(shí)環(huán)件的溫降。總之，鈦合金鍛件的生產(chǎn)，要在合適的加工溫度，適當(dāng)變形才能獲得高質(zhì)量鍛件。

　　為此，在鈦鍛件的制造過(guò)程中要充分發(fā)揮鈦合金特性，為了獲得高質(zhì)量的鍛件，在生產(chǎn)中鍛造溫度和塑性變形要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。[1]

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張小明. 鈦合金鍛件的適用領(lǐng)域與鍛造技術(shù)[J]. 中國(guó)材料進(jìn)展, 2008, 27(1):42-43.

　　注釋：

　　i 轉(zhuǎn)子指由軸承支撐的旋轉(zhuǎn)體。光盤等自身沒有旋轉(zhuǎn)軸的物體，當(dāng)它采用剛性連接或附加軸時(shí)，可視為一個(gè)轉(zhuǎn)子。