钛合金的鍛造及鍛後冷卻工藝

　　钛在固态有同素異晶轉變。在882.5℃以下，爲密排六方晶格，稱爲α-钛；在882.5℃以上，爲體心立方晶格，稱爲β-钛。α-钛強度高，耐熱性好，但塑性差些，變形抗力較大，塑性成形較爲困難。β-钛的耐熱性較差，但工藝塑性較好，變形加工性較好。

　　1、钛合金的工藝塑性

　　钛合金（特别是鑄态钛合金）中的碳、合金元 素、氣體雜質，尤其是氧對钛合金的塑性有很大影響。鑄态钛合金經過預處理變形後，塑性将大大提高。

　　钛和钛合金有兩種同素異形體：在885℃ 以下 钛具有密排六方晶格組織α 相；當溫度超過885℃以後，α 相轉變爲具有體心立方晶格組織的β 相。在低溫下，六方晶格組織的滑移面數目有限，所以塑性變形困難，當溫度升高時，六方晶格中的滑移面增多，所以钛及钛合金的塑性随溫度的升高而提高。當溫度超過相變點進入β 相區時，金屬的組織由六方晶格轉變爲體心立方晶格，這時钛及钛合金的塑性高，因此，钛合金一般在熱态下進行壓力加工。

　　在鍛造過程中，再結晶與加工硬化同時進行。增 大變形速度，有時使再結晶不能充分進行，其結果是钛合金的塑性下降，變形抗力增大。因此，钛合金的變形速度不能太大。根據對鑄态TA3钛合金的镦粗試驗表明，錘上镦粗允許變形程度不大于45%，而液壓機上镦粗其允許變形程度則可達60%。故钛合金在壓力機上鍛造比較适宜。

　　2、钛合金鍛前加熱規範

　　钛合金的鍛前加熱規範對钛合金鍛件的組織以及 某些性能有很大的影響。α 和（α + β）钛合金鑄錠開坯，因其還有後續塑性變形和熱處理工序，故其鍛造加熱溫度可取在β相區，而終鍛取在α + β 相區。

　　（α + β）钛合金常規鍛造的加熱溫度一般取低于 β 轉變溫度10～30℃，這樣可保證钛合金鍛造後的顯微組織中含有體積分數20%～30% 的初生等軸α 相，使钛合金具有良好的綜合力學性能。但是，爲了提高钛合金的斷裂韌度、高溫持久強度和高溫蠕變抗力等指标，同時又不至于使室溫塑性指标（斷面收縮率）降低太多，钛合金鍛前的加熱溫度可提高到β 轉變溫度以下10℃ 左右， 這樣既可保證钛合金鍛造後的組織和性能，又可改善其可鍛性。

　　α钛合金的鍛造加熱溫度一般可取略高于β轉變 溫度，以便擴大钛合金的鍛造溫度範圍，改善工藝塑性。

　　β钛合金鍛造加熱溫度一般都高于β 轉變溫度， 而且等于或略低于再結晶溫度。

　　钛合金毛坯在加熱溫度下的保溫時間一般 按0.7～0.8min/mm 計算。

　　3、鍛造工藝參數對钛合金鍛件性能的影響

　　钛合金熱變形工藝的核心是變形溫度及其變形程度的良好組合， 它們對钛合金組織的形成過程起着決定性作用。