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钛合金锻造工艺介绍

2021-05-18 08:57:37

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。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”。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。

钛合金锻件

钛合金锻件的热加工中,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。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。

α+β锻造即常规锻造,是在相变点以下30~50℃加热、变形,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,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。

目前发达国家等温钛锻造硬件都已相当成熟,如温控器、常应变率控制器和计算机反馈系统等。我国对等温锻造的研究起步比较晚,20世纪70年代末期首先由北京航材院对TC9钛合金的整体涡轮盘进行了等温锻造实验。经过几十年的发展,等温锻造逐渐在我国的航空航天工业上得到应用。于卫敏等人采用等温锻造工艺,在3000t液压机上,利用两相区锻造方法,两次锻造,成功试制出BT25钛合金精密锻件第四、第五级高压压气机盘,锻件的各项性能指标全部满足技术条件的要求,且锻件的组织和性能稳定。

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