钛合金的锻造及锻后冷却工艺

　　钛在固态有同素异晶转变。在882.5℃以下，为密排六方晶格，称为α-钛；在882.5℃以上，为体心立方晶格，称为β-钛。α-钛强度高，耐热性好，但塑性差些，变形抗力较大，塑性成形较为困难。β-钛的耐热性较差，但工艺塑性较好，变形加工性较好。

　　1、钛合金的工艺塑性

　　钛合金（特别是铸态钛合金）中的碳、合金元 素、气体杂质，尤其是氧对钛合金的塑性有很大影响。铸态钛合金经过预处理变形后，塑性将大大提高。

　　钛和钛合金有两种同素异形体：在885℃ 以下 钛具有密排六方晶格组织α 相；当温度超过885℃以后，α 相转变为具有体心立方晶格组织的β 相。在低温下，六方晶格组织的滑移面数目有限，所以塑性变形困难，当温度升高时，六方晶格中的滑移面增多，所以钛及钛合金的塑性随温度的升高而提高。当温度超过相变点进入β 相区时，金属的组织由六方晶格转变为体心立方晶格，这时钛及钛合金的塑性高，因此，钛合金一般在热态下进行压力加工。

　　在锻造过程中，再结晶与加工硬化同时进行。增 大变形速度，有时使再结晶不能充分进行，其结果是钛合金的塑性下降，变形抗力增大。因此，钛合金的变形速度不能太大。根据对铸态TA3钛合金的镦粗试验表明，锤上镦粗允许变形程度不大于45%，而液压机上镦粗其允许变形程度则可达60%。故钛合金在压力机上锻造比较适宜。

　　2、钛合金锻前加热规范

　　钛合金的锻前加热规范对钛合金锻件的组织以及 某些性能有很大的影响。α 和（α + β）钛合金铸锭开坯，因其还有后续塑性变形和热处理工序，故其锻造加热温度可取在β相区，而终锻取在α + β 相区。

　　（α + β）钛合金常规锻造的加热温度一般取低于 β 转变温度10～30℃，这样可保证钛合金锻造后的显微组织中含有体积分数20%～30% 的初生等轴α 相，使钛合金具有良好的综合力学性能。但是，为了提高钛合金的断裂韧度、高温持久强度和高温蠕变抗力等指标，同时又不至于使室温塑性指标（断面收缩率）降低太多，钛合金锻前的加热温度可提高到β 转变温度以下10℃ 左右， 这样既可保证钛合金锻造后的组织和性能，又可改善其可锻性。

　　α钛合金的锻造加热温度一般可取略高于β转变 温度，以便扩大钛合金的锻造温度范围，改善工艺塑性。

　　β钛合金锻造加热温度一般都高于β 转变温度， 而且等于或略低于再结晶温度。

　　钛合金毛坯在加热温度下的保温时间一般 按0.7～0.8min/mm 计算。

　　3、锻造工艺参数对钛合金锻件性能的影响

　　钛合金热变形工艺的核心是变形温度及其变形程度的良好组合， 它们对钛合金组织的形成过程起着决定性作用。