在各类钛合金制品的利用中,锻件多被用于气轮机压缩机盘以及医用人为骨等要求高强高韧高靠得住性的场所。因而,对锻件不仅要求尺寸精度高,并且要求资料拥有良好的个性和高的不变性。为此,在钛锻件的制作过程中要充分阐扬钛合金个性,以获得高质量的锻件。钛合金属难锻材,易产生裂纹。所以钛锻件出产中最重要的就是对铸造温度和塑性变形进行适当的节制。

1、、钛锻件的利用领域

(1)宇航领域

世界上50%的钛材都用于宇航领域。军用飞机的机体30%使用钛合金,民用飞机中钛的用量也在逐步增长。据报道,波音787飞机的用钛量已经达到15%以上；；；逵妙押辖鸬拇硎荰i-6Al-4V合金,靠得住性最高。近β型高强高韧钛合金Ti-10V-2Fe-3Al已利用于波音777飞机的起落架部件中,A380已经在探求使用Ti-10V-    2Fe-3Al合金大型锻件作为主起落架的传动装置。

若能实用,这将是长达7m的最大的钛锻件。在飞机发起机中,钛合金也是不成或缺的资料,重要用于使用温度在853K以下的电扇和压缩机零件。典型的使用部位有电扇叶片、、外壳、、盘件,压气机叶片、、盘件、、短轴、、外壳等。使用的钛合金有Ti-6Al-4V,Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo(Ti-17),Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr- 0.7Nb-0.5Mo-0.35Si等。在航天领域,钛锻件被用于火箭及卫星推动发起机的燃料箱、、姿控发起机外壳、、液体燃料涡轮泵的叶片和吸入泵的入口段。这些部位大多使用低温韧性极佳的低间隙元素型Ti-5Al-2.5SnELI合金。

(2)发电用汽轮机叶片

火力发电的蒸汽轮机增长叶片长度是提高发电效能的一个有效措施,但叶片加长会增大转子的负荷。使用钛锻件作叶片就能够减轻负荷,在高速旋转的汽轮机末段使用1m长的Ti-6Al-4V合金叶片,在1991年就已经实用化。

2、、钛合金的铸造技术

在钛合金的热加工中,加热温度至关重要。温度越低变形抗力越大,且易产生裂纹等缺点。同时对变形速度也有很大的依赖性,这些都是铸造中应该出格把稳的处所。钛合金精密热模加工过程中,使锻模的温度加热到与锻件相当或更高,能够克制铸造中锻件温度的降低。由于该步骤变形能力高,用较少的加热次数就能够铸造出更薄壁的精密锻件。但这种步骤要使用价值昂贵的Ni基或Mo基高温合金,且出产效能较低,所以在经济性上面对较大问题。

(1)发起机盘件的铸造技术

飞机发起机用盘件,要求高的委顿强度和断裂韧性。在700K左右中温区域使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金锻件。传统的加工步骤是在α-β区铸造,其组织为β相和等轴α晶粒及藐小的针状α两相组织,断裂韧性值较低。为改善这一点,开发了在β区加热的β铸造法。β铸造法是在β相变温度之上加热铸造,会产生再结晶,所以铸造温度和加工变形对资料个性有很大影响,不允许铸造中进行再次加热而终场变形。因而,β铸造中必须严格节制铸造温度和变形量。对于Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金,加工温度在1073～1323K领域内,且要有足够的加工变形量。

其锻件组织全数为针状,断裂韧性值由原先的30MPa.m^1/2提高到50MPa.m^1/2。

(2)涡轮机叶片铸造技术

涡轮机叶片很薄,在铸造过程中温降很快,通常都用压下速度快且单次加工能量大的螺旋压力机进行铸造。锤锻时,因叶片状态旋转产生进攻横向力,故模具要精确设计。此刻正在开发有效利用高低进攻能量进行叶片理论成形的工艺,先进行平面铸造,再弯曲成形,最后再精锻成形。

(3)环件制作技术

发起机电扇外壳及压缩机壳等都使用了大型的Ti-6Al-4V合金轧制环件。

对于资料用度相对较高的钛合金制品,降低资料的投入量对于降低成本极度有效,尤其是近净成形技术更为有效。以V2500发起机电扇外壳为例,与环件切削加工相比,近净形件的资料用量削减55%以上。

在厚环件加工时,为预防产生裂纹,要尽可能赐与压应力,并且要把稳组织的节制和加工时环件的温降。

总之,钛锻件的出产,要在相宜的加工温度,适当变形能力获得高质量锻件。

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